B RKINA F SO

UNITE-PROGREk -JUSTIC

MINISTERE DE L'E SEIGNEM NT' S 'PERIE R, DE LA RECHERCHE CIFNTIFIQ E ET DE L'[ OV TIOI ( ESRSI)

U IVERSITE POLYTECHNIQUE D BOBO-DIOULA 0 (UPB)

INSTITU DU DEVELOPP T RURAL (IDR)

MÉMOIRE DE FIN DE CYCLE

En vue de l'obtention du Diplôme d'Ingénieur du Développement Rural

Option: Vulgarisati n Agricole

Prés nt' par : BOUGMA P end-t oré Chri tian

THÈM : ,'~\ ~, i

/----------------------------------------------------- J~I 1 1') 1

:'..1': IMPACT DE TR IS SYSTÈMES DE MARAÏCHAGE : 1 1 1 1 1 1

:: SUR DES PARAMÈTRES CHIMIQUES ET : 1 1 1

:: BIOLOGIQUES D S SOLS A OUAGADOUGOU : 1 1 1

: : (BURKINA FASO) ; 1 ;~-----------------

1 \ ... ,

Maître de stage: Dr LOMPO J-P O'siré Directeur de Mémoir :

a-maître de stage: Dr KIBA 0 Innocent Dr COULIBALY Kalifa

N°d" rdl'e .I2016/VA MARS 2016

DÉDICACE

A ma mère, à mes frères et sœur

Et à la mémoire de mon frère Stéphane rappelé à Dieu

Je dédie ce mémoire.

TABLE DES MATIÈRES

DÉDICACE i

REMERCIEMENTS v

LISTE DES TABLEAUX viü

LISTE DES FIGURES ix

LISTE DES PHOTOS x

RÉSUME xi

ABSTRACT xii

INTRODUCTION 1

CHAPITRE 1: SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE 4

1.1. Définitions des Concepts 4

1.1.1. Agriculture urbaine 4

1.1.2. Eaux usées 4

1.1.2.1. Eaux usées traitées 4

1.1.2.2. Eaux usées domestiques 5

1.1.2.3. Eaux usées industrielles 5

1.2. État des lieux de l'agriculture urbaine à Ouagadougou 5

1.2.1. Contexte de l'agriculture urbaine à Kossodo 6

1.2.3. Caractérisation des eaux usées traitées de Kossodo 7

1.2.4. Caractéristiques des sols des zones de maraîchage à Ouagadougou 8

1.2.5 Impacts des eaux usées sur la fertilisation et sur les rendements des cultures 9

1.2.5.1. Valeur fertilisante des eaux usées 9

1.2.5.2. Impacts des eaux usées sur les rendements agricoles 9

1.2.6. Impacts des eaux usées sur les paramètres chimiques des sols 10

1.2.6.1 Impacts des eaux usées sur la salinité des sols 11

1.2.6.2. Incidence de l'eau d'irrigation sur la concentration en seL 12

1.2.6.3. Effets des eaux usées sur la vitesse d'infiltration et la capacité de rétention de l'eau 12

ii

1.2.6.4. Phénomène de Sodisation des sols 13

1.2.6.5. Augtnentation du pH des sols ·.. · 14

1.2.6.6. Effets des eaux usées sur les bases échangeables et la capacité d'échange cationique des

sols 14

1.2.6.7. Impacts des eaux usées sur la contamination des sols en métaux lourds lS

1.2.7. Effets des eaux usées sur les caractéristiques biologiques des sols 16

CHAPITRE 2: MATÉRIELS ET MÉTHODES 17

2.1. Matériels 17

2.1.1 La zone d'étude 17

2.1.2. Les sols 18

2.1.3 Les eaux d 'irrigation 18

2.2. Méthodes 19

2.2.1. Démarche globale de l'étude 19

2.2.2. Choix des sites maraîchers 19

2.2.3. Présentation des sites maraîchers sélectionnés 19

2.2.3.1. Site de Kossodo 19

2.2.3.2. Site de Wayalghin 20

2.2.3.3. Site de Boulmiougou 20

2.2.4. Caractérisation des sites étudiés 20

2.2.5. Choix des parcelles de producteurs pour les prélèvements de sol... 21

2.2.6. Méthode de détermination de l'impact de différents systèmes maraîchers sur les paramètres

chimiques et biologiques des sols 21

2.2.6.1. Méthodes d'échantillonnage des sols et des eaux: d'irrigation 21

2.2.6.1.1. Méthode échantillonnage des sols 21

2.2.6.1.2. Méthode d'échantillonnage des eaux d'irrigation 22

2.2.6.2. Paramètres étudiés et méthodes de détermination 22

2.2.6.2.1. Paramètres chimiques des eaux 22

2.2.4.2.2. Paramètres chimiques des sols 23

iii

2.2.6.2.3. Paramètres biologiques des sols 24

2.3. Traitement des données 26

CHAPITRE 3: RÉSULTATS ET DISCUSION 27

3.1. Résultats 27

3.1.1. Caractéristiques des sites maraîchers étudiés 27

3.1.1.1. Site de Kossodo 27

3.1.1.2. Site de Wayalghin 27

3.1.1.3. Site de Boulmiougou 28

3.1.2. Caractéristiques chimiques des eaux d'irrigation 30

3.1.3. Impacts de trois systèmes de maraîchage sur les caractéristiques chimiques des sols étudiés.... 32

3.1.4. Impacts de trois systèmes de maraîchage sur la biologie des sols 35

3.104.1. L'activité microbienne des sols 35

3.104.2. Dégagement cumulé de C02 des sols 37

3.1.4.3. La biomasse microbienne des sols 38

3.10404. Quotient respiratoire des sols 38

3.2. Discussions 40

3.2.1. Caractéristiques des trois (03) sites de maraîchage 40

3.2.2. Caractéristiques chimiques des eaux d'irrigation des sites étudiés 41

3.2.3. Impacts de trois systèmes de maraîchage sur la fertilité chimiques des sols 42

3.204. Impacts de trois systèmes de maraîchage sur l'activité biologique des sols 49

3.2.5. Impacts de trois systèmes de maraîchage sur la biomasse microbienne et le quotient

respiratoire des sols des sites maraîchers étudiés 50

CONCLUSION 52

RÉFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 55

ANNEXES A

iv

REMERCIEMENTS

Avant tout propos, nous remercions Dieu, le tout puissant et miséricordieux, qui nous a

donné la force, la patience et le courage d'accomplir ce présent travail.

Au terme de notre travail, nous voudrions exprimer nos remerciements au feu Docteur

BONZI Moussa, ex directeur du Centre Régional de Recherches Environnementale

Agricole et de Formation (CREAF) Kamboinsé pour nous avoir acceptés au sein de la

station de recherche de Kamboinsé.

Nous voulons traduire nos remerciements au Docteur HEIN Mipro et au Docteur BACYE

Bernard qui, en tant que membres de notre jury ont apporté suggestions, critiques et

recommandations qui nous ont permis d'aboutir à ce document fmal.

Nos remerciements les plus sincères vont au Docteur COULIBALy Kalifa, qui, en tant

que Directeur de mémoire, s'est montré compréhensible et très disponible tout au long de

la réalisation de ce mémoire.

Nous voudrions traduire notre profonde reconnaissance au Docteur LOMPO Désiré, notre

maître de stage et au Docteur KIBA Innocent notre Co-maître de stage pour leurs franche

collaboration et surtout pour leurs conseils très remarquables qui nous ont éclairé le

chemin de la recherche.

Nous disons également merci au Docteur SAWADOGO Jacques, à Mr OUANDAOGO

Noufou, à Mr SANON Bachirou, à Mr TRAORE Abidine, à Mr ZONGO Nongma et à Mr

SORY Ibrahim pour leurs conseils et suggestions.

Pour les analyses au laboratoire, nous exprimons notre gratitude au technicien

OUATTARA Amoro dit « Docteur» ainsi qu'à l'équipe technique de FARAKOBA. Nous

n'oublions pas l'équipe technique du laboratoire Sol- Eau- Plante (SEP) de Kamboinsé.

C'est le moment de remercier Mlle BARO Awa, Mr SANOGO Salifou et Mr TONSA

Didier pour leur soutien, leurs suggestions et critiques qui nous ont permis d'améliorer la

qualité du document.

Nos remerciements vont à l'endroit de toute notre famille, mes parents qui n'ont cessé de

nous encourager et de nous soutenir durant ces années, mes frères et à ma sœur pour leur

soutien et confiance placée en moi.

Enfm, nous adressons nos sincères remerciements à tous nos proches et amis, et à tous

ceux qui, d'une manière ou d'une autre nous ont soutenu et encouragé au cours de la

réalisation de ce mémoire.

Merci à toutes et à tous

v

SIGLES ET ABREVIATIONS

ARC : Alcalinité Résiduelle Calcique

AU: Agriculture Urbaine

BCEAO : Banque Centrale des Etats de l'Afrique de l'Ouest

BOUL : Boulmiougou

BUNASOL : Bureau National des Sols

CEC: Capacité d'Echange Cationique

DBOs : Demande Biochimique en Oxygène, en 5 jours

DCOs : Demande Chimique en Oxygène

Ec : Conductivité Electrique

EIER: Ecole Inter états d'Ingénieurs de l'Equipement Rural

ET: Eaux Témoins

EU: Eau Usée

EUT: Eaux Usées Traitées

EUNT : Eaux Usées Non Traitées

FAO: Food and Agriculture Organization

IAGU : Institut Africain de Gestion Urbaine

INERA : Institut de l'Environnement et de Recherches Agricoles

KOS : Kossodo

LSD: Least Significant Difference

MO : Matière Organique

OMS: Organisation Mondiale de la Santé

ONEA: Office National de l'Eau et de l'Assainissement

ORSTOM : Office de la Recherche des Sciences et Techniques Outre Mer

vi

PACVU : Projet d'Amélioration des Conditions de Vie Urbaine

PSAO : Plan Stratégique d'Assainissement de la ville de Ouagadougou

PSE : Pourcentage de Sodium Echangeable

RUAF: Réseau Francophone de l'Agriculture Urbaine

SAR : Sodium Absorption Ratio

STEP: Station Epuration

TAN ALIZ: Tannerie Alizata

WAY: Wayalghin

vii

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Paramètres chimiques des eaux d'irrigation de Kossodo 8

Tableau 2: Caractéristiques culturales des systèmes maraîchers des sites étudiés 29

Tableau 3: Caractéristiques chimiques des eaux d'irrigation des sites maraîchers étudiés 31

Tableau 4: Caractéristiques chimiques des sols des sites maraîchers de Kossodo, Wayalghin et

Boulmiougou 33

Tableau 5: Bases échangeables, CEC et Ec des sols maraîchers 34

Tableau 6 : Biomasse microbienne et quotient respiratoire des sols maraîchers 39

Tableau 7 : Normes burkinabè de qualité des sols A

Tableau 8: Normes de l'üRSTüM pour l'appréciation qualitative de quelques caractéristiques

chimiques des sols tropicaux (Kaboré, 1995 cité par Traoré, 2000) A

viii

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Carte administrative de la Commune de Ouagadougou, Source: Conchita G.

Kedowide Mevo Guezo (2011) 18

Figure 2: Taux d'absorption du sodium et pourcentage de sodium échangeable 35

Figure 3: Evolution journalière du C02 dégagé des sols des sites maraîchers 36

Figure 4: Evolution cumulée du C02 dégagé des sols des sites maraîchers 38

ix

LISTE DES PHOTOS

Photo 1: Rejet d'eaux usées le long du canal central B

Photo 2: Rigole d'eaux usées non traitées B

Photo 3: Fonnation de pellicule noire B

Photo 4: Rigole d'eaux de barrage B

Photo 5: : Réduction de la vitesse d'infiltration B

Photo 6: Rigole d'eaux usées traitées B

x

RÉSUME

A Ouagadougou l'agriculture urbaine se fait selon plusieurs systèmes maraîchers en

fonction des caractéristiques des différents sites. 11 s'est avéré que les qualités des eaux

d'irrigation constituent l'une des principales composantes de ces systèmes. En effet, il a été

montré que certains systèmes de maraîchage ont une incidence négative sur les

caractéristiques physico-chimiques et biologiques des sols maraîchers. L'objectif assigné à

notre étude a consisté à mesurer l'impact de trois systèmes de maraîchage sur la qualité

chimique et biologique des sols. Pour ce faire trois sites maraîchers ont été sélectionnés en

fonction de leurs systèmes de maraîchage. Ensuite une caractérisation de ces sites et ces

eaux d'irrigation a été réalisé. Pour ce qui est des caractéristiques des systèmes de

maraîchage, la fertilisation, l'ancienneté du site, la qualité des eaux d'irrigation, la pratique

culturale et d'autres paramètres ont été caractérisés afin de mesurer leurs impacts éventuels

sur les paramètres chimiques et biologiques des sols.

Il ressort de cette étude que les systèmes de maraîchage étaient mieux développés à

Boulmiougou et à Wayalghin qu'à Kossodo. Cependant, les résultats ont montré que les

systèmes maraîchers rencontrés à Boulmiougou n'ont pas augmenté significativement les

teneurs en éléments minéraux des sols par rapport aux autres systèmes. Ils ont plutôt

augmenté la biomasse microbienne (0,592 mg c.g- I de sol) et réduit l'activité biologique

(1,08 mg C02.gol de sol). Quant au site de Wayalghin, le système de maraîchage a entrainé

une hausse des teneurs en éléments minéraux des sols. Les paramètres biologiques des sols

de Wayalghin notamment (activité microbienne et quotient respiratoire) sont restés faibles

comparativement à ceux du site de Kossodo, mais supérieurs à ceux de Boulmiougou. A

Kossodo, le système de maraîchage a plutôt détérioré la qualité chimique et réduit la

biomasse microbienne des sols (0,477 mg c.gol de sol). L'étude a révélé que les fortes

valeurs de pH (9,56), et de teneur en sodium (4,39 Cmol+Kg-1 de sol) et en conductivité

électrique (1247 I!S cm- l) rencontrées dans les eaux et sur les sols du site de Kossodo étaient

responsables de l'a1calinisation, de la sodisation et de la salinisation des sols.

Il ressort de l'étude que l'utilisation des eaux usées traitées de Kossodo est à l'origine de la

forte dégradation des sols de Kossodo et qu'elle est totalement inappropriée pour un usage

agricole, même en agriculture restrictive.

Mots clés: Impacts, système de maraîchage, agriculture urbaine, paramètres chimiques et

biologiques.

xi

ABSTRACT

Urban agriculture in Ouagadougou is confronted to several gardening systems depending

on the characteristics of the different sites. 1t tumed out that the quality of irrigation water

is one of the main components of these systems. But, it has been shown that sorne

gardening systems create undoubtedly negative impact on the characteristics (physical

chemical and biological) of soil gardeners. The objective of our study was to measure the

impact of three gardening systems on soil quality. For that, three (03) truck fanning sites

were selected based on their gardening systems. Then a characterization of these sites and

irrigation water was conducted. Concerning the characteristics of gardening systems,

fertilization, the age of the site, the quality of irrigation water, crop variation and other

parameters were characterized in order to measure their possible impact on the parameters

chemical and biological soil.

1t appears from this study that the gardening systems were better developed at Wayalghin

and Boulmiougou that Kossodo. However, the results show that the gardeners met in

Boulmiougou systems have not significantly increased the levels of soil mineraIs compared

to other systems. Instead, they increased microbial biomass (0.592 mg C.g-l soil) and

reduced biological activity (1.08 mg C02.g-l ground). As for the site of Wayalghin,

gardening system resulted in higher levels of soil mineraIs. The biological parameters of

soils including Wayalghin (microbial activity and respiratory quotient) remained low

compared to the site Kossodo but higher than Boulmiougou. In Kossodo, gardening system

has rather deteriorated chemical quality and reduces soil microbial biomass (0.477 mg c.g'

] soil). The study found that high pH values (9.56) and sodium (4.39 Cmot kg'] soil) and

electrical conductivity (Ec 1247 cm-1) encountered in the waters and soils of Kossodo site

were responsible for alkalizing, the sodisation and soil salinization.

It appears from the study that the use of treated wastewater Kossodo is behind the sharp

degradation of Kossodo and is totally inappropriate for agricultural use, even in restrictive

agriculture

Key words: Impact, gardening systems, urban agriculture, chemical and biological

parameters.

xii

INTRODUCTION

Dans les pays en développement la croissance démographique galopante consomme de

grandes quantités d'eaux si bien que la FAO estimait que le volume d'eau utilisée dans le

monde a progressé deux fois plus que le taux de croissance de la population. Cependant il

n'est plus possible de fournir des services fiables d'approvisionnement en eau pour

différents usages (FAO, 2007). Cette forte croissance associée à l'urbanisation et au

développement entraîne des débits d'eaux usées toujours grandissants qui surpassent les

capacités actuelles de gestion, de traitement et de manutention de ces eaux (Huibers et al.,

2001).

Au Burkina Faso, la forte urbanisation stimule le développement des activités humaines, et

provoque un rejet d'importantes quantités de déchets de toutes sortes dont la gestion et la

valorisation constituent un problème majeur pour les autorités politiques et même pour

tous les citoyens (Yé, 2007). De ce fait, l'agriculture urbaine offre des solutions à plusieurs

problèmes majeurs auxquels sont confrontées les autorités politiques et municipales parmi

lesquelles il y a la gestion des eaux usées. Cette politique d'intégration eaux usées­

agriculture urbaine permet de pallier le problème des besoins importants d'eaux pour

l'agriculture, estimés à 70% des prélèvements, chiffre qui arrive à 95% dans certains pays

en développement (Wikiwater, 2012). Plusieurs auteurs ont traité de la réutilisation des

eaux usées en agriculture urbaine (FAO, 2003 ; Manios et al., 2006; Sou, 2009) et ont

conclu qu'elle constitue une alternative sérieuse aux problèmes de rejet des eaux usées

dans la nature et contribue significativement à l'amélioration de la sécurité alimentaire des

villes.

Cependant, cette agriculture qui s'avérait être une solution au problème de rejets des eaux

usées, reste confrontée à l'utilisation de toutes sortes d'eaux usées (eaux usées ménagères

ou industrielles) qui s'y opère alors de manière non planifiée et non contrôlée (CTAlETC­

RUAFICREPA,2002).

Pour remédier à ces problèmes, le traitement des eaux à des fins agricoles apparaît comme

une solution palliative aux effets néfastes de ces effluents. Cependant, le constat général

est que le traitement des eaux demeure un luxe pour les pays du Sud du fait des coûts

élevés des investissements, si bien que très peu de station d'épuration existe dans les pays

en développement. Les quelques expériences en la matière ont montré que la quasi-totalité

1

des stations d'épuration surtout en Afrique de l'Ouest a cessé de fonctionner et qu'aucune

station n'a réellement fonctionné à grande échelle (Koné, 2002).

Lorsque les eaux usées sont utilisées comme la seule source d'irrigation pour les cultures

maraîchères dans les régions arides avec une application excessive de nutriments, leur

accumulation dans le sol peut avoir des effets défavorables aussi bien sur la productivité

des cultures que sur la qualité des sols (Compaoré, 1998 ; Kiziloglu et al., 2008 ; Roberta

et al., 2010). Ainsi, les eaux usées possèdent de fortes teneurs en éléments chimiques et

pathogènes de provenance industrielle qui dépassent significativement les normes requises

par l'OMS et par la FAO pour une réutilisation en agriculture urbaine (Kabore, 2006 ;

Thiaw, 2006).

Le traitement optimal des effluents permet de minimiser le risque de transfert des éléments

pathogènes, de réduire le problème de pollution des sols et de santé publique, mais aussi de

réduire l'utilisation des engrais chimiques.

Pour atténuer les problèmes liés à l'utilisation anarchique des eaux usées dans l'agriculture

urbaine de la ville de Ouagadougou, il a été construit dans le quartier Kossodo une station

de collecte et d'épuration des eaux usées du centre-ville et de la zone industrielle par

lagunage.

La mise en place de cette station devrait permettre de délocaliser les maraîchers situés

derrière l'hôpital Yalgado OUEDRAOGO qui utilisaient les eaux usées issues de l'hôpital

afin de mettre à leur disposition une eau d'irrigation de qualité et réduire le risque de

pollution des cultures et des sols.

Mais force est de constater que l'utilisation des eaux usées traitées de la station a agi

négativement sur les sols et que les observations de terrain laissent entrevoir des difficultés

réelles de production liées à la qualité de ces sols. Alors, il a été interdit la production de

légumes consommables crus.

C'est dans ce cadre que des investigations ont été menées sur plusieurs sites maraîchers de

Ouagadougou afin de déterminer l'impact réel des systèmes de maraîchage sur la qualité

des sols et d'envisager les possibilités d'amélioration de la fertilité de ces sols.

La présente étude intitulée: « impacts de trois systèmes de maraîchage sur des paramètres

chimiques et biologiques des sols à Ouagadougou (Burkina Faso) » a eu pour objectif

général la détermination de l'impact de différents systèmes maraîchers sur quelques

indicateurs de fertilité des sols.

2

Les objectifs spécifiques sont articulés autour des points suivants:

- caractériser trois sites maraîchers de Ouagadougou,

-déterminer les caractéristiques chimiques de différentes sources d'eaux d'irrigation,

-mesurer de l'impact des systèmes de maraîchage sur des paramètres chimiques et

biologiques des sols.

Ainsi nous sommes partis des hypothèses suivantes:

-Les caractéristiques des sites maraîchers améliorent la qualité chimique et biologique des

sols,

-Les caractéristiques chimiques des eaux d'irrigations ont une influence négative sur les

paramètres chimiques et biologiques des sols,

-Les systèmes de maraîchage utilisant les eaux usées détériorent la qualité chimique et

biologique des sols.

Ce présent mémoire est structuré en trois chapitres: le premier traite de la revue

bibliographique sur les eaux usées en agriculture urbaine, le second rend compte de la

méthodologie adoptée et le dernier est consacré aux résultats expérimentaux auxquels nous

avons discuté.

3

CHAPITRE 1 : SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE

1.1. Définitions des Concepts

1.1.1. Agriculture urbaine

Le concept d'agriculture urbaine dans toute sa globalité a été caractérisé par Moustier et

al., (2004) à travers ses différentes approches. Ainsi, ils définissent sa spécificité par

rapport à l'agriculture rurale; son caractère opérationnel et la distinction entre agriculture

urbaine et périurbaine. Quant à la FAO (1999), elle considère l'agriculture urbaine comme

l'ensemble des pratiques agricoles dans les villes et autour des villes qui utilisent des

ressources (terre, eau, énergie, main-d'œuvre) pouvant également servir à d'autres usages

pour satisfaire les besoins de la population urbaine.

Selon Moustier et al., (2004) l'agriculture urbaine se définit principalement en fonction des

limites administratives de la ville et exclue les zones très proches de la ville, mais

appartenant à des juridictions différentes de la municipalité, qui peuvent être beaucoup

plus influencées par l'expansion de la ville que certaines zones urbaines. Pour Olanrewaju

et al., (2004) l'agriculture périurbaine, « au strict sens étymologique, est celle qui se trouve

à la périphérie de la ville, quelle que soit la nature de ses systèmes de production ». Avec la

ville, cette agriculture peut soit n'avoir que des rapports de mitoyenneté, soit entretenir des

rapports fonctionnels réciproques.

En résumé, l'agriculture périurbaine se distingue de l'agriculture urbaine et elle n'est

différente de celle-ci que par les limites administratives de la ville.

1.1.2. Eaux usées

Les eaux usées (EU) sont des eaux altérées par les activités humaines à la suite d'un usage

domestique (eau ménagère, eau de lessive, eau de cuisine et eau de bain ainsi que les eaux

de vannes), industriel, artisanal, agricole ou autre (El rhazi et al., 2007).

1.1.2.1. Eaux usées traitées

Les eaux usées traitées (EUT) sont des eaux usées qui sont passées à travers une station de

traitement des eaux en vue d'atteindre certaines normes pour réduire leur degré de

pollution ou de risques sanitaires. Dans le cas où elles ne respectent pas ces normes, les

eaux usées sont considérées au mieux comme partiellement traitées (Cisneros et al., 2011).

4

1.1.2.2. Eaux usées domestiques

Selon Baumont et al., (2004) les eaux usées domestiques sont celles qui comprennent les

eaux ménagères (eaux de toilette, de lessive, de cuisine) et les eaux de vannes (urines et

matières fécales), dans le système dit «tout à- l'égout ».

1.1.2.3. Eaux usées industrielles

Tous les rejets résultants d'une utilisation de l'eau autre que domestique sont qualifiés de

rejets industriels (Djeddi, 2007). Cette définition concerne les rejets des usines, mais aussi

les rejets d'activités artisanales ou commerciales : blanchisserie, restaurant, laboratoire

d'analyses médicales, etc.

1.2. État des lieux de l'agriculture urbaine à Ouagadougou

L'agriculture urbaine à Ouagadougou regroupe le maraîchage constitué de laitue (Laetuea

saliva L), chou (Brassiea oleracea L), tomates (Solanum lyeopersieum), l'horticulture

urbaine (fleurs et arbres fruitiers) et en plus les cultures pluviales: mil (Pennisetum

glaueum L), riz (Oryza, saliva), maïs (Zea mays), sorgho (Sorghum bieolor) qui se

substituent au maraîchage en saison hivernale (Conchita et al. 2010). Le maraîchage

constitue l'activité la plus répandue et mobilise le plus grand nombre de producteurs dans

la ville et ses alentours. Les principaux sites de production sont: Kossodo, Boulmiougou,

Wayalghin et Tanghin couvrant à eux seuls environ 30 à 40 hectares (lAGU/RUAF, 2007).

À Ouagadougou l'agriculture urbaine est confrontée à de nombreuses difficultés, dont le

problème de rareté de la ressource en eau due à une forte compétition entre les différents

acteurs autour des sources d'eaux, une pluviométrie devenue de plus en plus précaire.

Autrefois (à la période coloniale), l'agriculture urbaine qui était pratiquée autour des

barrages, se rencontre de nos jours autour des rejets d'eaux usées résiduelles qui, faute

d'un réseau public de collecte d'eaux usées vers des Station d'Épuration des eaux usées

(STEP), sont déversées dans des caniveaux ouverts, créés pour drainer les eaux pluviales.

Les ressources en eaux utilisées en AU sont très variées et diversifiées en fonction de la

répartition spatiale des sites suivant la principale retenue d'eau et se situe le long des cours

d'eau, des barrages, des puits, des bas-fonds marécageux, le long des canaux de drainage

des eaux usées, en aval des stations d'épuration (Sawadogo, 2008; Conchita et al., 20\0).

Face aux problèmes de manque d'eau dans la commune urbaine de Ouagadougou,

l'utilisation des eaux usées en agriculture urbaine constitue une alternative. En effet

certains auteurs jugent que «l'eau est une ressource trop rare pour n'être utilisée qu'une fois

5

avant d'être rendue à la nature» (Cissé, 2002; Ouédraogo, 2002; Kaboré, 2006).

Cependant, l'utilisation de ces différents types d'eaux usées en agriculture constitue donc

un risque sanitaire pour les exploitants agricoles, leur famille et les consommateurs (Cissé,

1997; Thiaw, 2006; El rhazi, 2007). L'étude de Cissé (1997) a révélé que pour des

mesures régulières de différentes d'eaux d'irrigation, les eaux de barrage sont moms

polluées en coliformes fécaux que les eaux usées de l'abattoir et du canal central.

1.2.1. Contexte de l'agriculture urbaine à Kossodo

En Afrique subsaharienne, les traitements des eaux usées sont généralement limités au

stade secondaire et l'un des procédés les plus utilisés est le lagunage naturel qui consiste à

faire circuler l'eau usée en écoulement laminaire à travers trois bassins (anaérobie,

facultatif et de maturation) disposés en série. Cette méthode est préconisée dans les pays

où l'énergie solaire est abondante et de grands espaces encore disponibles (Hosetti et al.,

1995). Sur le site de Kossodo, les maraîchers bénéficient de l'effluent d'une station

d'épuration par lagunage des eaux usées et d'un aménagement des parcelles agricoles,

mais force est de constater que malgré les efforts déployés par les autorités pour le

traitement des eaux à travers le Projet d'Amélioration des Conditions de Vie Urbaine

(PACVU) pour fournir une eau d'irrigation de qualité, se pose le problème de qualité des

eaux. Ces eaux seraient fortement contaminées et impropres aux cultures avec pour

obligation des producteurs de ne produire que des cultures légumières consommables

qu'après cuisson (Kaboré, 2006 ; Sou, 2009). Ces mêmes auteurs ont montré que ces eaux

entraînaient la destruction de la structure du sol. La forte dégradation des sols liée à

l'utilisation des eaux usées traitées peut être assimilée aux effets des rejets liquides de la

zone industrielle vers la station de Kossodo (Sou, 2009). Le constat général sur la gestion

des rejets industriels, solides et liquides, est que ces effluents n'obéissent pas aux normes

nationales en vigueur. Très peu d'industries disposent de systèmes efficaces de traitement

de leurs effluents (Akouze, 2010).

Les observations sur le site de Kossodo ont relevé que le maraîchage se limite seulement à

la culture de Spinacia oleracea (épinards), de Hibiscus sabdarifa (oseille), de Corchorus

olitorius L. (boulvakan) et parfois du Solanum melongena (aubergine). Le nombre de

maraîchers est passé d'environ 600 en 2006 à une douzaine en 2014. Malgré l'affectation

des terres et de la présence pérenne de l'eau qui devrait maintenir les producteurs, le

maraichage est en pleine disparition.

6

Le Burkina Faso bénéficie de deux stations d'épurations des eaux usées, l'une située à

Ouagadougou et l'autre dans la commune urbaine de Bobo Dioulasso. Celle de Bobo

Dioulasso ne dispose pas d'un aménagement officiel d'un site marakher, mais des

producteurs y sont installés illégalement en aval pour produire. Quant à la station

d'épuration de Ouagadougou, elle est située dans le quartier Kossodo et fonctionnelle

depuis 2004 avec un aménagement maraîcher situé en aval. Tout comme de nombreuses

autres stations, la STEP de Kossodo présente de réelles difficultés d'épuration des eaux.

Cela est lié en partie au coût élevé de l'entretien et au système, puisque le traitement se

résume à un écoulement laminaire des eaux entre les bassins. A titre illustratif la station

d'épuration du site de Sebkha (Nouakchott) à proximité d'une zone industrielle montre les

résultats d'une pollution bactérienne qui dépassent 73 fois la norme qui est de 1000

coliformes par 100 mL; une salinité excédant les 800 mg/L, et un pH basique atteignant

12 (Koné, 2002).

1.2.3. Caractérisation des eanx nsées traitées de Kossodo

Il est important de signaler que la station d'épuration de Kossodo traite des eaux usées

urbaines constituées d'un mélange d'eaux usées domestiques et d'eaux usées industrielles.

Les EUT de la station d'épuration de Kossodo sont toutefois plus basiques et présentent

des niveaux de conductivité électrique 20 fois plus élevés que l'eau douce des barrages

(Sou, 2009). Le faciès chimique des EUT est très bicarbonaté, sodique, avec une valeur du

taux d'absorption du sodium (SAR) comprise entre Il et 22 et une Alcalinité Résiduelle

Calcique (ARC) positive dont la moyenne atteint 14,3 mmolc ri (Sou, 2009). Le tableau 1

donne quelques caractéristiques chimiques des eaux usées de la station d'épuration de

Kossodo.

7

Tableau 1: Paramètres chimiques des eaux d'irrigation de Kossodo

Eaux usées traitées Eaux de l'ONEA Paramètres

Min. Max. Moy. Min. Max. Moy.

pH 8,1 9,0 8,6 6,2 8,8 7,9

Ec ÜtS <:m-1) 1200 1800 1600 80 100 90

cr (mmolc ri) 0,19 4,47 2,14 0,12 0,28 0,18

pol- (mmolc ri 0,01 0,72 0,44 nd nd nd

Alc (mmolc ri Il,30 20,86 15,17 0,27 1,15 0,87

N14+ (mmolc ri 0,33 0,98 0,68 0,11 0,15 0,13

ci+ (mmolc ri 0,63 1,05 0,84 0,16 0,57 0,38

Légende; nd : non détectable; ONEA : Office National de l'Eau et de l'Assainissement

Source: Sou (2009)

1.2.4. Caractéristiques des sols des zones de maraîchage à Ouagadougou

La carte pédologique du Burkina Faso aux 1/500 000 coupures Centre Sud, rattache les

sols de la région de Ouagadougou à la catégorie « lithosols sur cuirasses ferrugineuses et

sols ferrugineux tropicaux remaniés sur matériaux argilo-sableux en profondeur »

(Alboucq, 1968 cité par Sou, 2009). Selon Lompo et al., (2009) ces sols ont leur structure

très fragile et leur processus de formation conduit à des argiles essentiellement de type 1/1,

notamment de la kaolinite, caractérisée par une faible réactivité. Une étude morpho­

pédologique de la province du Kadiogo (BUNASOLS, 1998) caractérise les sols de nos

sites ainsi qu'il suit:

Site de Kossodo : les sols ferrugineux tropicaux indurés peu profonds y dominent avec des

inclusions de sols ferrugineux tropicaux lessivés indurés superficiels. Le site de Kossodo

est également caractérisé par une texture limoneuse argileuse sableuse sur l'horizon 0-17

cm (Diarra, 2008).

Site de Waya1ghin: les sols ferrugineux tropicaux indurés peu profonds y dominent avec

des inclusions de sols ferrugineux tropicaux lessivés indurés superficiels.

Site de Bou1miougou : les sols hydromorphes à pseudogley d'ensemble dominent avec des

inclusions de sols ferrugineux tropicaux lessivés hydromorphes.

8

1.2.5 Impacts des eaux usées sur la fertilisation et sur les rendements des cultures

1.2.5.1. Valeur fertilisante des eaux usées

La réutilisation des eaux usées est une source d'éléments fertilisants du fait qu'elles

possèdent de hautes valeurs nutritives qui améliorent la croissance des plantes et

augmentent la productivité des cultures (Kiziloglu, 2008). Elles constituent également une

source d'amendement pouvant réduire l'utilisation des engrais chimiques et par conséquent

le coût des intrants agricoles si ces eaux sont bien traitées (Thaw, 2006). En effet, les eaux

usées (épurées ou non) contiennent en proportions très variables des substances nutritives

(azote, phosphore, potassium, oligo-éléments, zinc, bore et soufre) pour les végétaux. On

considère généralement que le traitement réduit la majeure partie des éléments nutritifs si

bien que les agriculteurs préfèrent les eaux usées non traitées aux eaux usées traitées

utilisées comme source d'irrigation (Quadir et al., 2011). Mais tout de même les eaux

usées traitées peuvent posséder des teneurs en NPK qui dépassent les besoins des cultures.

. Ainsi une lame d'eau de 100 mm peut apporter à l'hectare: 16 à 62 kg d'azote, 2 à 69 kg

de potassium, 4 à 24 kg de phosphore, 18 à 208 kg de calcium, 9 à 100 kg de magnésium,

et 27 à 182 kg de sodium (Faby et al., 1997).

Dans certaines circonstances, ces éléments peuvent être en excès par rapport aux besoins

des végétaux et provoquer des dommages en retardant la maturité ou en réduisant la qualité

des cultures irriguées, et aussi bien constituer une source potentielle de pollution des eaux

de la nappe (Belaid, 2010; Wikiwater, 2012). Au regard de cette situation, la FAO (2003)

préconise l'analyse de l'eau au moins une fois en début de la saison culturale.

1.2.5.2. Impacts des eaux usées sur les rendements agricoles

L'irrigation avec les eaux usées traitées ou non de type domestique ou industriel influe

différemment sur les rendements des cultures en fonction des caractéristiques de ces eaux.

Plusieurs études ont montré l'effet bénéfique de l'utilisation des eaux usées sur les

rendements des cultures (Wima, 2002; Manios et al. 2006; Ryan et al., 2006 ; Sou, 2009).

L'irrigation avec les eaux usées peut augmenter la productivité des rendements agricoles de

100 % à 400 % et permettre la pratique de certaines cultures dans des régions où les

conditions environnementales ne sont pas favorables (Wikiwater, 2012).

L'étude de Ryan et al., (2006) dans la région du Moyen Orient, a mis en évidence l'effet

bénéfique de l'utilisation des eaux usées sur les rendements de cultures en même temps

que l'apport adéquat des nutriments pour la croissance des plantes. Dans la même étude ils

9

montrent que les eaux usées fournissaient de façon efficiente les éléments majeurs (N P K)

pour les besoins de la plante, il n'y avait pas de nécessité pour les producteurs d'apporter

de l'engrais. Les conclusions de Manios (2006) ont montré que l'irrigation avec les eaux

usées qui ont subi un traitement primaire ainsi que les eaux fertilisées obtenaient de

meilleurs rendements. En effet, des expérimentations sur la tomate ont montré que la

tomate se développait rapidement et produisait de grandes quantités de feuilles et de tissu

par rapport à l'utilisation des eaux usées ayant subi un traitement secondaire, et à l'eau du

barrage. Les suivis de Hounto (2000) montraient que sur le site expérimental de l'Ecole

Inter états d'Ingénieurs de l'Equipement Rural (EIER) la réutilisation de l'effluent traité

pour l'irrigation de la tomate pouvait produire un excédent de rendement de 10 tlha par

rapport aux parcelles témoins irriguées avec l'eau de barrage. Sur ce même site Wima

(2002) a obtenu une augmentation de rendement de culture de 80% pour les eaux usées

traitées par rapport aux eaux témoins (eaux de l'üNEA).

Cependant l'irrigation des eaux usées traitées peut présenter des effets néfastes quant à la

croissance des plants. L'étude de Sou (2009) sur deux (02) années consécutives de mesure

des rendements d'aubergine a montré que l'irrigation avec les eaux usées traitées de la

station d'épuration de Kossodo pendant la première année a permis une meilleure

croissance des plantes d'aubergine par rapport à celles irriguées avec les eaux

conventionnelles (eau de l'üNEA). Par contre au cours de la deuxième année d'irrigation

avec les eaux usées traitées, les plantes d'aubergines présentaient des brûlures et

jaunissements au niveau des feuilles par rapport à celles irriguées avec les eaux

conventionnelles qui présentaient de meilleurs rendements. Ainsi les eaux usées traitées

pourraient agir à moyen et à long terme sur les paramètres de croissance des plantes.

Pour la même expérience (Sou, 2009), les rendements des cultures irriguées avec les eaux

usées traitées d'origine domestique de la station d'épuration de l'EIER étaient

significativement supérieurs à ceux des cultures de la station d'épuration de Kossodo. En

effet, les eaux d'irrigation d'origine industrielle sont fortement chargées en substances

chimiques; ce qui agirait négativement sur les rendements des cultures.

1.2.6. Impacts des eaux usées sur les paramètres chimiques des sols

D'une manière générale, les impacts des eaux d'irrigations varient en fonction du type de

sol, de la qualité des eaux, du niveau de traitement, ainsi que des autres modes de gestion

résultant des changements physiques, chimiques et biologiques des sols (Larson, 2010).

10

Plusieurs études ont montré l'effet bénéfique de l'irrigation des eaux usées sur les

caractéristiques chimiques des sols (Manios et al. 2006; Ryan et al. 2006 ; Belaid, 2010 ;

Laurenson, 2011).

1.2.6.1 Impacts des eaux usées sur la salinité des sols

Le problème de salinité des sols est un phénomène inhérent aux eaux usées brutes parfois

aux eaux épurées. Ce problème ressort presque dans toutes les littératures traitantes de la

réutilisation des eaux en culture maraîchère ou céréalière. C'est pourquoi une attention

particulière doit être accordée au traitement des eaux et à leurs réutilisations.

La salinisation des sols est un processus d'accumulation excessive de sels solubles dans la

partie superficielle des sols. Elle est généralement mesurée par la conductivité électrique à

25°C. Le phénomène de salinisation des sols est lié à une accumulation progressive des

sels liée à la nature géologique du sol (salinisation primaire), et aux pratiques anthropiques

telles que l'irrigation (salinisation secondaire) (Sou, 2009). Ce phénomène est plus

prononcé dans les régions tropicales dues à une forte évaporation et à une concentration

des éléments minéraux. Lorsque les eaux usées sont valorisées en irrigation, d'autres

paramètres entrent en considération: le SAR (Ratio du Sodium Absorbable) qui exprime

l'activité relative des ions de sodium dans les réactions d'échanges dans les sols. Cet indice

mesure la concentration relative du sodium par rapport au calcium et au magnésium

échangeables. Généralement, le SAR et la conductivité électrique de l'eau destinée pour

l'irrigation, sont utilisés en combinaison afin d'évaluer le risque potentiel de salinisation

des sols (Belaid, 2010).

La FAü (2003) considère qu'une eau est de très bonne qualité pour l'irrigation si la salinité lest inférieure à 250 ilS cm-l et toutefois convenable si elle atteint jusqu'à 750 ilS cm- .

Cependant, elle présente des problèmes de salinisation légers à modérés si elle est

comprise entre 750 et 3000 ilS cm-l, et qu'au-delà on a une dégradation inéluctable du sol

et des rendements.

Pour une irrigation avec une eau de salinité élevée, la FAü (2003) préconise la culture

d'espèces tolérantes ayant une forte capacité d'absorption de sels sans subir d'effets

toxiques aux plantes. De ce fait une salinité inférieure à 3 dS m- l et une bonne gestion,

permet la production de la plupart des fruits et des légumes (carottes, oignons, haricots,

poivrons, fraises et maïs). Si le choix de la culture est bien adapté aux problèmes de qualité

des eaux, l'irrigation avec des eaux salines n'a aucun effet significatif sur les rendements

11

des cultures comme le montre Belaid (2010) qui n'a observé aucune chute régulière de

rendements.

Pour pallier le problème de salinité des sols, Rhoades (1984) cité par Mitchell et al. (2000)

propose dans son étude en Californie une rotation des eaux salines avec celles non salines

et une sélection de différentes variétés tolérantes à la salinité.

1.2.6.2. Incidence de l'eau d'irrigation sur la concentration en sel

Le risque de dégradation de la fertilité des sols dépend de la concentration totale de sels

contenus dans les eaux et de la composition des sels en relation avec la concentration en

Na+. Aussi, le degré de salinité des sols dépend des systèmes d'irrigation (mode, dose et

fréquence d'irrigation). Belaid (2010) explique qu'une dose supérieure aux besoins du -sol

est favorable à une lixiviation (lessivage) des sels ce qui permet de maintenir la salinité du

sol à un niveau raisonnable surtout si le drainage interne et externe est convenable.

Heidarpour et al. (2007) montrent qu'une irrigation de surface entraine une augmentation

de la conductivité électrique en profondeur par la lixiviation des sels par rapport à une

irrigation en subsurface, qui provoque une remontée capillaire des sels en surface suite à

l'évapotranspiration; ce qui augmenterait la conductivité électrique dans les horizons de

surface.

1.2.6.3. Effets des eaux usées sur la vitesse d'infiltration et la capacité de rétention de

l'eau

La présence d'une forte teneur en sodium et une faible teneur de calcium dans le sol ou

dans l'eau réduit la vitesse d'infiltration de l'eau dans le sol de sorte qu'elle ne peut

s'infiltrer en quantité suffisante pour satisfaire les besoins des plantes entre deux arrosages.

De ce fait le prolongement de l'irrigation pendant un long temps conduit souvent à la

formation de pellucides noires, au pourrissement des graines et à l'état médiocre des

cultures (Compaoré 1998; Diarra, 2008). Cucci et al. (2011) ont montré que l'apport de

solutés dans les eaux usées pendant la première année, a causé une réduction de taille des

pores, en raison de la compaction des sols et de la salinité de l'eau, le volume d'eau de

drainage était faible. Quant à la deuxième année, lorsque les concentrations en sel des eaux

ont été plus élevées que celles de la première année, les volumes d'eau de drainage ont

augmenté par rapport à l'exigence de lixiviation appliquée.

Le volume d'eau de drainage varie en fonction des quantités de solutés apportés et de la

concentration en sels présents dans les eaux usées. Ces résultats pourraient s'expliquer soit

12

par une réduction de la macroporosité par accumulation des éléments minéraux, soit par

une dispersion des argiles limitant ainsi la circulation de l'eau.

L'étude de Roberta et al., (2010) sur la distribution de la taille des pores dans les sols

irrigués avec de l'eau et des eaux usées sodiques indique que les changements dans la

distribution de la taille des pores modifient la rétention d'eau du sol. Ils concluent que la

relation directe entre la distribution de la taille des pores et la teneur en eau du sol peut être

définie comme suit:

La macroporosité contrôle la teneur en eau à saturation du sol et la microporosité contrôle

la teneur en eau à la capacité au champ. Ainsi l'irrigation avec les eaux usées traitées et les

eaux usées sodiques augmente légèrement la macroporosité (lixiviation suivie de

floculation et formation de macro agrégats) et diminue la microporosité (Roberta et al.,

2010).

La principale cause de la modification de la porosité du sol pourrait être attribuée à la

concentration de Na+ contenu aussi bien dans le sol (Shainberg et al., 1984) que dans les

eaux d'irrigation qui entrainent la désagrégation de la structure du sol.

1.2.6.4. Phénomène de Sodisation des sols

Il est important de comprendre le phénomène de sodisation des sols irrigués ou non, avec

les eaux usées. La présence d'un fort taux de sodium dans le sol dépend du type de sol

notamment de la structure et de la composition chimique du sol. Par conséquent, un excès

de sodium par rapport aux alcalino-terreux (calcium, magnésium) dans le complexe

absorbant provoque une défloculation des argiles, une déstructuration du sol qui se traduit

par une réduction de la perméabilité et de la porosité des couches superficielles du sol.

L'eau d'irrigation stagne à la surface du sol et ne parvient plus jusqu'aux racines (Djeddi,

2007).

Les sols sodiques riches en kaolinite sont particulièrement exposés au phénomène de

dispersion qui est généralement atténué par les ions métalliques et la matière organique qui

assurent un rôle de maintien des agrégats structuraux (Sou ,2009). Larson (2010) rajoute

que ces phénomènes dépendent du type de sol. En effet, il explique que la plupart des sols

dominés par des argiles smectiques ayant une structure en treillis de type 2: 1 sont

beaucoup plus sensibles à la dispersion induite par le sodium que les argiles de types 1: 1

(kaolinite et illite).

13

La dispersion des argiles peut aussi être expliquée par la présence de certains ions dans le

complexe absorbant. La probabilité de dispersion de l'argile en réponse à K+ est

considérablement plus faible par rapport à Na+, bien que l'accumulation de cations

monovalents dans le sol ne soit pas souhaitable. De hautes valeurs en K échangeable est

moins dommageable que la concentration équivalente en Na échangeables sur la structure

du sol (Laurenson, 2011).

Pour mesurer la sodicité d'une eau, on utilise le SAR (Sodium adsorption Ratio) ou le

coefficient d'adsorption du sodium qui est une mesure de la quantité de sodium par rapport

à la quantité de calcium et de magnésium dans l'eau ou dans l'extrait de sol saturé. Il traduit

la propriété qu'a une eau de modifier la proportion des cations échangeables d'un sol et en

particulier la proportion du sodium, quand elle est mise en contact prolongé avec le sol

(irrigation, inondation). Le rapport (en pourcentage) du sodium échangeable aux autres

cations échangeables dans le sol (PSE) est souvent utilisé pour déterminer la quantité de

sodium échangeable. 112

SAR = [Na] / [(Ca+Mg) / 2]

PSE = 100 [Na] Echangeable / ~ Cations Echangeables

1.2.6.5. Augmentation du pH des sols

Concernant l'impact de l'utilisation des eaux usées sur les paramètres physico-chimiques

du sol, Djeddi (2007) a trouvé une élévation du pH des sols avec l'utilisation des eaux

usées, elle est peut-être due à la composition de ces eaux et à l'accumulation du calcium et

du sodium. Ces résultats corroborent ceux de Denaix et al., (2003) et Belaid (2010). En

outre, la forte valeur du pH des sols de Kossodo semble être liée aux valeurs élevées de cet

élément chimique dans les eaux usées de la STEP. Selon Rodier et al., (2005), le pH est un

élément important pour définir le caractère agressif ou incrustant d'une eau. Il intervient

dans des phénomènes complexes avec d'autres paramètres comme la dureté, le dioxyde de

carbone, l'alcalinité et la température.

1.2.6.6. Effets des eaux usées sur les bases échangeables et la capacité d'échange

cationique des sols

Dans les sols irrigués avec les eaux épurées de la station d'épuration de Sfax et dans les

sols témoins en régions Tunisiennes, les résultats des analyses ont montré que la plupart

des éléments échangeables excepté le calcium sont plus importants dans les sols irrigués

14

avec les EUT que dans les sols irrigués avec les eaux témoins (eaux de puits) (Belaid,

2010). Il montre ainsi l'importance des EUT et l'enrichissement du sol en ces éléments.

En outre, hors mis les situations de très forte teneur en calcium qui peuvent causer des

dommages, le calcium issu de l'irrigation des eaux usées améliore la structure du sol et

compense les effets négatifs des concentrations en sodium et en magnésium découlant de

l'irrigation avec les eaux usées (Qadir et al., 2011).

La CEC définit la propriété d'un sol à échanger les éléments minéraux (généralement ç'est

le calcium qui cède sa place). Dans les sols calcaires, elle est influencée par la présence

plus ou moins importante de la matrice argileuse, de la matière organique et du calcium.

Dans les sols acides, elle est influencée par l'aluminium et le fer (Anonyma, 2012).

Concernant la CEC, elle est proportionnelle à la quantité de charges électriques portées par

le complexe argilo-humique : plus la CEC est élevée, plus le sol peut adsorber et libérer

des cations qui seront mis à la disposition des plantes. Elle dépend aussi de la nature des

argiles et de leur association avec les composées humiques. Certains auteurs ont montré

que l'irrigation des sols avec les eaux usées traitées peut conduire à une réduction de la

capacité d'échange cationique. Le constat est que les sols irrigués avec les EUT ont

entrainé une diminution de la CEC par rapport aux sols irrigués avec les eaux souterraines

(Diarra, 2008 ; Kiziloglu, 2008).

1.2.6.7. Impacts des eaux usées sur la contamination des sols en métaux lourds

A Ouagadougou, les eaux usées sont d'origines domestiques et industrielles provenant

essentiellement des grands centres administratifs, de l'hôpital Yalgado, de l'hôtel

Silmandé, de la BCEAO, de la zone industrielle de Kossodo. A Kossodo, les rejets

permanents de la brasserie et de la Tannerie vers la station d'épuration vont sans doute

entrainer de forte teneur en métaux lourds dans les eaux d'irrigation et dans les sols. Le

degré de contamination des sols en métaux lourds dépend de ses propriétés physico­

chimiques (texture, pH, CEC, teneur en matières organiques, etc.), de la teneur et du type

de métaux lourds présents dans les eaux d'irrigation. Il dépend aussi du temps durant

lequel le sol a été soumis à des irrigations (Sou, 2009). Denaix et al., (2003) ont trouvé que

la concentration dans la solution du sol et sur les légumes diminue lorsque le pH augmente,

quelle que soit la teneur du métal. Ces résultats ont été confirmés par ceux de Sou (2009)

qui n'a révélé aucune augmentation des métaux lourds sur des légumes irrigués avec les

eaux d'origine principalement industrielle. Ces résultats pourraient être expliqués par la

15

basicité des effluents et par les phénomènes d'antagonisme entre le pH et les

concentrations en métaux lourds.

1.2.7. Effets des eaux usées sur les caractéristiques biologiques des sols

Plusieurs études ont porté sur l'effet des eaux usées sur les caractéristiques physico­

chimiques du sol. Cependant peu de littératures ont été traitées sur la microbiologie des

sols surtout dans le contexte sahélien, ce qui conduit souvent à une variabilité des résultats

en fonction des pays (pays du Nord; pays du Sud), des niveaux de développement, de

l'origine des effluents et du niveau de traitement de ces eaux.

L'irrigation avec les eaux usées modifient les propriétés biochimiques telles que la

biomasse microbienne, l'activité respiratoire, l'activité enzymatique. Speir (2002) cité par

Da Fonseca et al., (2007) a montré que les paramètres biologiques sont hautement

sensibles au changement d'environnement mais surtout dans la composition et dans les

quantités d'eaux usées utilisées, ce qui affecte la diversité génétique des microorganismes

des sols. L'effet des eaux usées peut être bénéfique sur la microbiologie du sol par la

présence des substances nutritives contenues dans les eaux usées. Ces microorganismes

peuvent directement transformer les substances organiques et inorganiques et les mettre à

la disposition des plantes. En outre, la quantité de microorganismes contenue dans le sol

après irrigation est significativement corrélée avec la quantité de substances organiques

contenues dans le sol (azote ammoniacal, azote total et phosphore disponible) (XV De­

lan1, 2012). Ce dernier a mis en évidence les différentes corrélations: bactéries et

substances organiques, actinomycètes et phosphores total, azotobacter et azote

ammoniacale. Toutefois XV De-lanl (2012) montre que l'irrigation à long terme peut

conduire à une décroissance de la biomasse microbienne, à une récession de la

communauté et à une baisse de la diversité entrainant malheureusement un désordre dans

la structure et dans la fonction du sol.

16

CHAPITRE 2: MATÉRIELS ET MÉTHODES

2.1. Matériels

2.1.1 La zone d'étude

Ouagadougou, capitale du Burkina Faso est située au centre du pays entre les parallèles

12°20' et 12°25' de latitude Nord et les méridiens 1°27' et 1°35' de longitude Ouest. Elle

est subdivisée en 52 secteurs appartenant à 12 arrondissements composant la Commune de

Ouagadougou. La ville de Ouagadougou bénéficie d'un climat tropical de type soudano­

sahélien caractérisé par deux saisons: une saison sèche d'octobre à avril, et une saison

pluvieuse de mai à Octobre (6 mois). Elle est marquée par une pluviométrie moyenne

annuelle de 800 mm d'eau recueillie par an (Kiba, 2012). D'après les études du

BUNASOLS, on distingue quatre types de sols dans la province du Kadiogo qui régit la

ville de Ouagadougou. Ce sont les sols minéraux bruts, les sols peu évolués, les sols à

sesquioxydes de fer et/ou de manganèse et les sols hydromorphes. Dans la commune de

Ouagadougou l'agriculture urbaine se répartie en deux grands secteurs d'activités

agricoles:

Le maraîchage et l'horticulture. Le maraîchage en est l'activité principale et occupe le plus

grand nombre de sites de production. Kedowidé et al. (2010) ont recensé une dizaine de

sites maraîchers importants notamment celui de Boulmiougou, Bika, Tampouy, Kilwin,

Kossodo, Tanghin, Wayalghin, Paspanga, Bogtoega et Ouidtenga qui couvrent à eux seuls

presque 70 % des superficies cultivées. Cette agriculture urbaine mobilise d'énormes

ressources en eaux qui sont diversifiées et se localisent essentiellement le long des barrages

ou retenues d'eau, des marais, des puits ou forages, des eaux usées situées le long des

canaux de drainage et des stations d'épuration. D'une manière générale ces ressources en

eaux sont fonction de la répartition spatiale des sites et proviennent soit des eaux usées

(traitées ou non), soit des eaux conventionnelles (eau de barrage, de puits, de marigot, etc.)

17

ArroNl

SC o-. B OT aonn", ,.1 ....4 R ,'ien 1> e Toua"", o ~br.2018

Figure 1: Cart administrative de la C mmune de Ouagadougou, Source: Tougma

Bemard (2014)

2.1.2. Les sols

es sols utilisés pour les analyses au laboratoire sont ceux provenant des différents sites

maraîchers 'tudiés. Il s'agit des ols d Kossodo, d Wayalghin et de BoulmiougolJ. Au

total six (06) échantillons ont été analysé par site de maraîchage.

2.1.3 Les eaux d'iHiuation

Le eaux ct "irrigations som celles pro enant de différents ites maraîchers. II s'agiss it de'

eaux u écs de la station d'épuration de Ka 'sodo, de celles du canal central pour le site de

Wayalghin t des eaux du barrage pOlir Je site d Boulmiougou.

18

2.2. Méthodes

2.2.1. Démarche globale de l'étude

En tenant compte de l'objectif de l'étude, nous avons adopté une approche consistant à

sélectionner dans la ville de Ouagadougou trois sites maraîchers utilisant différents

systèmes maraîchers. Ainsi, chaque site maraîcher était caractérisé par chaque système de

maraîchage. Nous avons ensuite prélevé des échantillons de sols et d'eaux sur ces sites,

que l'on a analysés au laboratoire.

2.2.2. Choix des sites maraîchers

Le choix des sites a été fait en tenant compte des systèmes de maraîchage utilisés et de la

qualité des eaux utilisées pour l'irrigation. En effet, le choix de la qualité des eaux

d'irrigation a prévalu pour le choix des sites par rapport aux autres facteurs du système de

maraîchage. C'est ainsi que trois qualités d'eaux d'irrigation ont été considérées

respectivement pour trois sites maraîchers. Ce sont les eaux usées non traitées (EUNT), les

eaux usées traitées (EUT) et les eaux de barrage. En fonction de ces qualités d'eaux, les

trois sites maraîchers ont été choisis à savoir le site maraîcher aménagé de Kossodo qui

utilise uniquement les EUT, le site de Wayalghin dont la source d'eau d'irrigation est

surtout constituée des EUNT et enfin le site de Boulmiougou utilisant exclusivement les

eaux du barrage.

2.2.3. Présentation des sites maraîchers sélectionnés

2.2.3.1. Site de Kossodo

Le site maraîcher de Kossodo a été mis en place en 2006 grâce au Plan Stratégique

d'Assainissement de la ville de Ouagadougou (PSAO) et le projet d'Amélioration des

Conditions de Vie Urbaines (PACVU). Ce site est situé à proximité d'une zone industrielle

dans le quartier de Kossodo à la périphérie Nord-Est de Ouagadougou (Figure 1). Il est

localisé près d'une station d'épuration (STEP) par lagunage à microphytes couvrant un

vaste site maraîcher de 35 hectares, prévu pour valoriser les eaux usées traitées. Le site

compte 430 parcelles bornées avec des dimensions d'environ 9m x18m par unité

parcellaire. Sur chaque parcelle est aménagée une rigole reliée au canal principal par un

canal secondaire. Le site est équipé de puits de rigoles qui constituent la principale source

d'eau pour les maraîchers (Sou, 2009). Les sols du site de Kossodo d'une manière générale

présentent une texture limono-sableuse.

19

2.2.3.2. Site de Wayalghin

Le site de Wayalghin situé dans le sous bassin versant du Massili, s'inonde en saison

pluvieuse. Il utilise les eaux usées provenant de la ville, celles issues de nombreuses

activités de la zone périphérique, ainsi que les eaux provenant du canal central qui

traversent toute la forêt classée « Bangr Wéogo » pour se jeter dans le Massili. Le site est

situé dans l'arrondissement n° 5 de la ville de Ouagadougou (Figure 1) longeant le parc

urbain« Bangr Wéogo». Les exploitants affmnent que l'eau du canal central est pérenne et

qu'elle est favorable aux cultures. Le site compte environ plus d'une cinquantaine de

producteurs occupant illégalement plus de cinq (05) ha de terre non aménagées

officiellement. Une analyse récente des sols de Wayalghin au BUNASOLS (2015) a

montré que ces sols ont une texture sablo-limoneuse (63 % de sable, 22 % de limon et 14

% d'argile)

2.2.3.3. Site de Boulmiougou

Le site de Boulmiougou est situé à l'Ouest de la ville de Ouagadougou dans

l'arrondissement 5 (Figure 1) dont il porte le nom. Situé sur l'axe Ouagadougou-Bobo

Dioulasso à environ 5 km de la marie centrale de Ouagadougou, il est divisé par la route

nationale N°l en deux parties: une partie au Nord (à droite en allant à Bobo), et l'autre

partie au sud (à gauche en allant à Bobo). La superficie exploitée est estimée à environ 10

ha et le nombre de maraîchers qui s'y trouvent est de 200 en moyenne en saison sèche,

période où l'eau du barrage devient une ressource. Les sols de ce site ont une texture de

type limono-argileux avec une prédominance en argile.

2.2.4. Caractérisation des sites étudiés

La caractérisation des différents sites a concerné les différentes spéculations présentes, la

qualité de l'eau d'irrigation et le type de fertilisation utilisé. Pour ce faire, des entretiens

individuels ont été faits avec des producteurs de chaque site, complétés par des

observations directes. Le nombre de producteurs enquêtés a été en fonction de notre

objectif premier qui est de comparer l'impact de trois systèmes de maraîchage utilisant

respectivement trois qualités différentes d'eaux d'irrigation sur les caractéristiques des

sols. Pour cela, le choix de six (06) producteurs par site devrait permettre de couvrir la

variabilité spatiale des sites étudiés. C'est dans ce sens que des producteurs ont été

identifiés et des entretiens ont été réalisés avec pour objectif de collecter des informations

durant trois années consécutives (20 Il, 2012 et 2013) sur :

20

y' la pratique culturale,

y' la caractérisation de la fertilisation,

y' la source et la qualité de l'eau d'irrigation.

2.2.5. Choix des parcelles de producteurs pour les prélèvements de sol

Le choix des parcelles de producteurs a été fait de manière à couvrir la variabilité spatiale

du site. Pour ce faire, sur chaque site nous avons choisi six (6) parcelles de producteurs,

chaque parcelle correspondant à une répétition. Ainsi nous avions six répétitions par site.

Le choix des parcelles proprement dit reposait sur les critères suivants:

y' La volonté du producteur à collaborer:

La collaboration du producteur a été l'un des critères fondamentaux qui ont sous-tendu ce

choix.

y' La durée d'utilisation de la source d'eau d'irrigation:

Chaque parcelle avait exclusivement reçue la même qualité d'eau d'irrigation durant une

période d'au moins sept ans pour voir l'impact éventuel de 7 ans d'irrigation sur les sols.

y' La date de la dernière fertilisation:

Chaque parcelle n'avait pas été fertilisée nouvellement ou durant une période d'au moins

01 mois. Cela permettrait de limiter les effets conjoints et immédiats de la fertilisation.

y' Le type de fertilisant utilisé:

Pour permettre de réduire l'effet de la fertilisation sur la qualité des sols, nous avions

choisi d'harmoniser le type de fertilisant en favorisant le choix des parcelles qui ont utilisé

le fumier et l'urée.

2.2.6. Méthode de détermination de l'impact de différents systèmes maraîchers sur les

paramètres chimiques et biologiques des sols

2.2.6.1. Méthodes d'échantillonnage des sols et des eaux d'irrigation

2.2.6.1.1. Méthode échantillonnage des sols

L'échantillonnage des sols a été fait de manière à couvrir la variabilité spatiale de chaque

parcelle de production. Ainsi au niveau de chaque planche de production généralement

homogène sur chaque site, trois (3) échantillons de sol ont été prélevés sur l'horizon de

surface (0-20 cm) à la tarière puis mélangés pour constituer un échantillon composite de

21

sol par parcelle. Ces sols ont été ensuite séchés, tamisés à la maille de 2 mm et conservés à

4°C avant leurs analyses au laboratoire.

2.2.6.1.2. Méthode d'échantillonnage des eaux d'irrigation

L'échantillonnage a été fait sur chacun des sites en prélevant les échantillons au nombre de

trois (03) en fonction de la répartition spatiale des sites. Sur le site de Kossodo, le premier

prélèvement a été fait à la sortie des bassins de maturation et les deux autres ont été

réalisés dans les rigoles d'eaux usées illustrées par la Photo 6. A Wayalghin tous les

prélèvements ont été effectués dans les rigoles d'eaux usées non traitées (Photo 2) distantes

les unes des autres en fonction de la superficie considérée (quelques centaines de mètres).

A Boulmiougou compte tenu de l'utilisation à la fois de l'eau des puits environnants et

directement de celui du barrage, deux (02) prélèvements ont été faits dans ces puits et

l'autre prélèvement dans l'eau du barrage. Pour tous les prélèvements, nous avons fait le

choix de les réaliser au maximum à proximité des parcelles de prélèvement des sols et de

déterminer la qualité directement dans la source d'irrigation. Les bidons ayant servi aux

prélèvements, de contenance 1/4 de litre ont été préalablement stérilisés afin de détruire

d'éventuels microorganismes. Les échantillons d'eau sont ensuite refermés et conservés

dans des glacières et envoyés au laboratoire pour analyse.

2.2.6.2. Paramètres étudiés et méthodes de détermination

2.2.6.2.1. Paramètres chimiques des eaux

./ pH

./ Le pH des eaux a été déterminé à l'aide d'un pH-mètre à lecture directe à 25°e.

./ Conductivité électrique

La conductivité électrique est mesurée à l'aide d'un conductimètre équipé d'un dispositif de

correction de température qui permet une lecture directe à la température de référence de

20°C (Rodier et al., 1996). La conductivité est exprimée en ilS/cm à 20°e.

./ Nitrates et phosphores

L'analyse des nitrates et des phosphores est basée sur le principe d'un dosage

photocolorimétrique des ions N-N03- et pol- en présence de leur réactif. Le matériel

utilisé pour leur mesure est constitué du spectrophotomètre.

22

y" Bases échangeables

Le sodium et le potassium ont été dosés directement au spectrophotomètre à émission de

flamme. Le calcium et le magnésium ont été mesurés par spectromètre à absorption

atomique.

2.2.4.2.2. Paramètres chimiques des sols.

y" pH des sols

Le pH des sols a été mesuré par la méthode électrométrique au pH-mètre. Le rapport

sol/solution utilisé est de 112,5 selon les normes Afnor (1981). On pèse 20 g de sol dans un

flacon et on ajoute 50 ml d'eau distillée. Après 1 heure d'agitation, le pH de la solution est

obtenu par lecture directe sur le pH-mètre. A cette solution, on a jouté ensuite 3,74 g de

KCl afin de déterminer le pH KCL.

y" Carbone total

Il a été déterminé par la méthode Walkley-Black (1934) pour le sol et qui consiste en une

oxydation à froid du carbone du sol avec du bichromate de potassium (KZCrZ07) IN en

présence de HzS04 concentré. L'excès du bichromate est dosé par du sel de Mohr

Fe(S04)z(NH)z en présence d'indicateur coloré. Le pourcentage de matière organique

(MO) est donné par l'expression suivante:

MO (%) = Co (%) x 1,724

y" Azote total

La minéralisation de l'azote a été faite selon la méthode de Kjedhal. Il s'agit d'une attaque

acide H2S04 concentré en présence de catalyseur au sélénium et de H20 z, ce qui convertit

l'azote organique en sulfate d'ammonium (NH4)zS04. L'ion (NH/) ainsi formé est dosé

par colorimétrie automatique au SKALAR, dont le principe est fondé sur la réaction

modifiée de Berthelot: l'ammonium est chloré en chlorure d'ammonium qui réagit avec le

salicylate pour former le 5-amminosalycilate. Après oxydation par couplage il se forme un

complexe vert dont l'absorbance est mesurée à 660 nm.

y" Phosphore total

La minéralisation est identique à celle de l'azote total. Le dosage est fait par colorimétrie

automatique au SKALAR. Le molybdate d'ammonium et le potassium antimoine tartrate

réagissent en milieu acide avec l'acide ascorbique en formant un complexe coloré en bleu

23

en présence du P dont l'absorbance est mesurée à 880 nm. L'intensité de la coloration est

proportionnelle à la quantité de P dans le milieu .

.r Potassium total

La méthode de minéralisation est identique à celle décrite précédemment. Le potassium est

dosé par un spectrophotomètre à émission de flamme Jencons selon la méthode proposée

par Walinga et al. (1989) .

.r Conductivité électrique des sols

La conductivité électrique des sols est mesurée sur la fraction du sol inférieure à 2 mm

avec un rapport soUsolution 1/2,5 dans de l'eau distillée après une agitation pendant 2

heures selon les protocoles NF r50ll256.

.r Bases échangeables

La détermination des bases a été faite selon la méthode Metson après une extraction des

sols par une solution d'acétate d'ammonium molaire à pH 7. Le K échangeable a été dosé

au spectrophotomètre à émission de flamme Jencons. Le sodium, calcium et magnésium

par absorption atomique Perkinelmer.

2.2.6.2.3. Paramètres biologiques des sols

.r Activité biologique

L'activité biologique du sol a été évaluée par la mesure de la minéralisation du carbone en

conditions contrôlées. Il s'agit d'un dosage du COz par la méthode adaptée de celle décrite

par (Dommergues, 1960). Dans un bocal en verre de capacité 1 litre, on a introduit 100 g

de terre humidifiée aux 2/3 de la capacité maximale de rétention d'eau. Un bécher

contenant 20 ml de NAOH O,lN et un récipient contenant de l'eau environ (20 à 40 ml) ont

été placés dans le bocal. Le COz dégagé, est piégé par la soude, et dosé par titrations avec

du HCL O,lN en présence de phénolphtaléine, après précipitation préalable du carbonate

de sodium par 2 ml de BACL2 a 3 %. L'incubation a duré 21 jours.

La quantité de COz dégagé (C-COz) est donnée par la formule:

C-COz (mgllOO g de sol)= (VblancVéchantillon) X 2,2

Vblanc = nombre de ml de HCl Nil 0 utilisés pour les bocaux témoins,

24

Véchantillon = nombre de ml de HCl utilisés pour les bocaux contenant l'échantillon de terre,

le cœfficient 2,2 signifie qu'à 2,2 g de CO2 correspond 1 ml de HCl NIlO

(DOMMERGUES,1960)

./ Biomasse microbienne

La détermination a été faite selon la méthode de Jenkinson et Powlson (1976) à partir

d'échantillon de sols soumis à fumigation. La fumigation consiste, après homogénéisation

de l'échantillon de sol, à déposer 100 g dans un dessiccateur contenant du cWorofonne

débarrassé de l'éthanol après plusieurs lavages à l'eau. A l'aide d'une pomme à vide, on

crée un vide dans le dessiccateur en vue de saturer l'atmosphère par les vapeurs de

chloroforme. Après 24 heures de fumigation les vapeurs de cWorofonne ont été évacuées

en effectuant 4 à 5 vides successifs.

Les sols fumigués et les contrôles sont ensuite mis à incuber dans un bocal à la température

de 30°C en présence de soude comme dans la méthode précédemment décrite. Les dosages

ont été effectués après 7 et 14 jours d'incubation.

La quantité de biomasse microbienne (CBM) est obtenue à partir de la fonnule de Fardoux

et al., (2000):

CBM (mg/100gdesol) =IF(o,7rF(7-14J1 / ke

Fo-? est le CO2 dégagé entre 0 et 7 jours par les échantillons fumigués ;

F?_14 le CO2 dégagé entre 7 et 14 jours par les échantillons fumigués ;

Kc est égale 0,41 coefficient proposé par Nicolardot (1984) cité par l'INSAH (2004).

./ Respiration spécifique (RS) ou quotient respiratoire

La respiration spécifique est la quantité de carbone minéralisé par g de C-biomasse

microbienne et par jour. Elle a été détenninée en utilisant la formule suivante (Chaussod et

al., 1992):

RS =Cm (14)/ (14.C-BM) où:

- Cm (14) est le carbone minéralisé pendant 14 jours d'incubation

- C-BM est la biomasse microbienne; 14 est le nombre de jours d'incubation

- 14 est le nombre de jours d'incubation

25

2.3.Traitement des données

Les données ont été traitées par une analyse de variance et les moyennes comparées à

l'aide du test de Fisher au seuil de 5 % à l'aide du logiciel GENSAT 9th édition. Les

coefficients de corrélation entre les paramètres ont été déterminés par la méthode de

régression simple à l'aide du même logiciel. Les graphes ont étés réalisés avec le logiciel

Exce12üü7.

26

CHAPITRE 3: RÉSULTATS ET DISCUSSION

3.1. Résultats

3.1.1. Caractéristiques des sites maraîchers étudiés

3.1.1.1. Site de Kossodo

Le Tableau 2 donne un aperçu sur les différents types de spéculation et de fertilisants

utilisés sur le site de Kossodo. Sur ce site, la production maraîchère était essentiellement

limitée à la culture de Spinacia oleracea (épinard), de Corchorus olitorius L. (boulvakan),

rarement de Hibiscus sabdarifJa (oseille) et de Solanum melongena (aubergine). Chaque

année de production, 83 % des maraîchers enquêtés pratiquent la culture pure d'épinard

contre seulement 17 % qui en plus du Spinacia oleracea (épinard) associeraient le

Corchorus olitorius L (boulvakan). La fertilisation est de type organique et minéral.

A Kossodo, 100 % des producteurs affirment avoir utilisé du fumier surtout celui des

bovins et de l'urée pour amender leurs parcelles.

3.1.1.2. Site de Wayalghin

Le site de wayalghin du fait de sa proximité avec la forêt Bangr-Wéogo et du canal central

qui le longe, bénéficie d'une source d'eau pérenne ce qui rend l'activité maraîchère

permanente et intense, surtout en saison sèche. Les spéculations les plus rencontrées lors

de nos enquêtes étaient entre autre Amarantus caudalus L. (amaranthe), Lactuca sativa L.

(laitue) et Brassica oleracea L. (chou). La particularité de ce site est que l'amaranthe a été

au moins cultivé une fois par la totalité des producteurs (100 %), cultivée en association ou

en culture pure.

Les résultats des enquêtes ont montré que 50 % des producteurs ont cultivé ce légume

feuille par année de production, pendant que 33,33 % des producteurs de ce site l'ont

cultivée en association avec la laitue. Seize pour cent des producteurs ont cultivé le chou

en association avec l' amaranthe durant chaque année de production. La fertilisation

organique est constituée du fumier de bovin et des autres ruminants pour la quasi-totalité

des producteurs enquêtés. A cela s'ajoute la fertilisation minérale constituée uniquement de

l'urée utilisée par 100 % des producteurs. Le Tableau 2 illustre les spéculations et le type

de fertilisation utilisé à Wayalghin.

27

3.1.1.3. Site de Boulmiougou

Boulmiougou, site maraîcher situé à proximité d'un barrage qui porte son nom, présente

l'inconvénient d'être inondable en saison pluvieuse. Nos observations de terrain nous ont

pennis de constater une grande diversité de cultures. On y rencontre des cultures telles que

Lactuca saliva L. (laitue), Brassica oleracea L. (chou), Fragaria sp. (fraise), Daucus

carota (carotte), Cucumis salivas (concombres) Piscum sativum (petit pois), Beta vulgaris

(betterave), l'aubergine. Une des particularités de ce site est qu'il a existé une large

diversité culturale; chaque producteur a sa spécificité. Le tableau 2 montre qu'il n'y a pas

plus de 40% de producteurs qui ont cultivé la même spéculation. Sur ce site la fertilisation

organique (fumier surtout) et la fertilisation minérale (urée surtout) sont aussi pratiquées.

28

Tableau 2 : Caractéristiques culturales des systèmes maraîchers des sites étudiés

Sites % des enquêtés

Caractéristiques culturales Années 2011 2012 2013

Epinard 83 83 83 Types de Boulvakan a a a

spéculations Epinard-boulvakan 17 17 17

Kossodo Boulvakan 100 100 100

Urée 100 100 100 Fertilisants

Fumier 100 100 100

Types d'eaux Eaux de STEP 100 100 100

amaranthe 50 50 50 Types de Arnranthe-Iaitue 33,33 33,33 33,33

spéculations Amaranthe-chou 16,67 16,67 16,67

Wayalghin Fumier 100 100 100

Fertilisants Urée 100 100 100

Types d'eaux Eaux de canal 100 100 100

Fraise 16,66 a a Laitue a a 16,66

Chou 16,66 16,66 a Types de Gombo 16,66 16,66 16,66

spéculations Concombre 16,66 33,32 16,66

Boulmiougou Tomate-laitue 16,66 16,66 16,66

Petit pois-betterave 16,66 16,66 16,66

Carotte-fraise a a 16,16

Fumier 100 100 100 Fertilisants

Urée 100 100 100

Types d'eaux Eaux du barrage 100 100 100

Légende: STEP : Station d'épuration

29

3.1.2. Caractéristiques chimiques des eaux d'irrigation

Les résultats (Tableau 3) montrent que les eaux usées de la STEP de Kossodo ont présenté

des teneurs en nitrates significativement supérieures (P = 0,004) à celles de Wayalghin et

Boulmiougou qui ne sont pas significativement différentes au seuil de 5% (P = 0,16). Pour

ce qui est de la teneur en ammonium les résultats ont révélé que les eaux usées traitées

(Kossodo) ou non traités (Wayalghin) ont des teneurs statistiquement équivalentes mais

elles sont significativement plus élevées que celle du barrage de Boulmiougou (Tableau 3).

La teneur en phosphore contenu dans les eaux usées traitées est significativement plus

élevée par rapport à celui contenue dans les eaux usées non traitées qui contiennent des

teneurs en P significativement supérieures à celles des eaux du barrage (Tableau 3).

Les résultats du Tableau 3 ont montré que les teneurs en Na2+ Ca2+ Mg2+ et K+ des eaux

usées qu'elles soient traitées ou non sont largement supérieures (P < 0,05) aux teneurs des

eaux du barrage. Les analyses ont aussi révélé que les eaux usées traités possédaient des

teneurs en cation nettement supérieurs à ceux des eaux usées non traités au seuil de 5%

sauf le cas du ci+ et du Mg2 +.

Le pH des eaux issues de la station d'épuration de Kossodo est fortement basique par

rapport aux pH des eaux de Wayalghin et du barrage qui sont acides (P < 0,001). Le pH

des eaux du barrage est faible par rapport à celui de l'eau usée non traitée (P = 0,02) au

seuil de 5%. Quant à la conductivité électrique des eaux, il n'y pas de différence

significative (P > 0,05) entre les eaux de Wayalghin et de Boulmiougou, mais l'analyse a

montré que ces eaux diffèrent toutes significativement de celles de Kossodo au seuil de

5%. Les résultats ont également montré que la conductivité des eaux de Kossodo est 5 à 6

fois plus élevée que celles des autres eaux.

30

Tableau 3: Caractéristiques chimiques des eaux d'irrigation des sites maraîchers étudiés

N03- p NH4+ Na+ Ca2+ Mg2+ K+ Ec

pHsites l (IlS.cm- l)

SAR mg.r

Kossodo (Eaux 155,75a 7,50a 9,28a 356,09a 8,26a 1,53a 30,50a 9,46a 2926a 44,5r Usées Traitées)

Wayalghin (Eaux Usées 3L61 b 4,65 b 10,lOa 21,55b 19,34b 560, b 12,33b 6,97b 399,33 b 1 07b ,

Non Traitées)

Boulmiougou 13,22b 0,14c 0,30b 15,67b 5,63a 4,75 b 8,33b 6,49c 415,33 b 0,57b

(Eaux Barrage)

Lsd 21,25 0,61 4,83 20,14 2,98 0,90 3,54 0,30 309,9 15,99

Signification *** *** ** *** ** *** *** *** *** ***(5%)

Test de Fisher au seuil de 5% .. les valeurs sont des moyennes de 6 répétitions. Les valeurs suivies d'une même lettre dans la même colonne ne diffèrent pas significativement au seuil de 5%. ** .. *** : niveau de signification. **: Hautement significatif (p < 0, al) .. *** : Très hautement significatif (p < 0, 001)

31

3.1.3. Impacts de trois systèmes de maraîchage sur les caractéristiques chimiques des

sols étudiés

Les résultats des analyses chimiques des sols sont consignés dans le tableau 4.

Les sols de Kossodo présentent des teneurs en azote total du sol (0,70 g/kg) significativement

inférieures à celles des sols du site de Wayalghin et du site de Bou1miougou. Les teneurs en

azote total des sols de Bou1miougou sont significativement inférieures à celles de Wayalghin.

Les résultats indiquent que quel que soit le site, il n'y a pas de différence significative au seuil

de 5% (P = 0,61) entre les teneurs en phosphore total des sols. Mais les tendances montrent

que la teneur en phosphore total des sols du site de Kossodo (306,7 mg/kg de sol) est

supérieure à celle de Boulmiougou (305,2 mg/kg de sol) et de Wayalghin (291,5 mg/kg de

sol).

Les teneurs en potassium total sont statistiquement équivalentes pour les sols des trois sites (P

= 0,17) au seuil de 5%. Les fortes et les faibles teneurs en potassium total ont été enregistrées

respectivement sur les sols de Kossodo (1,77 g/kg de sol) et de Wayalghin (1,42 g/kg de sol)

Les résultats des analyses chimiques montrent que les teneurs en carbone total (%) sur

l'horizon 0-20cm sont de 0.69 % pour les sols de Kossodo et de 0.93 % (1.08 %). L'analyse

de variance montre une différence significative entre les teneurs en C des sols des sites

étudiés.

Le rapport C/N des sols des trois sites n'a pas varié significativement (P = 0,30).

L'analyse de variance a montré une différence significative (P < 0.001) entre le pH eau des

sols des différents sites. En effet, le pH eau des sols varie respectivement de 9,56 à 5,03 en

passant de 7,29 pour le site de Kossodo, Boulmiougou et Wayalghin. Les sols des sites de

Kossodo et de Wayalghin sont alcalins par rapport aux sols de Bou1miougou qui sont acides.

Le pH KCL des sols varie dans le même sens que le pH eau.

32

Tableau 4: Caractéristiques chimiques des sols des sites maraîchers de Kossodo, Wayalghin

et Boulmiougou

N C P K Sols C/N pReau pRKCl

(g/kg) (%) (mg/kg) (g/kg)

Sols Boulmiougou 1,01a 0,93a 305,20a 1,71a 9,33a 5,53a 5,03a

l,na 956b ,Sols Kossodo °,70 b 0,69a 306,70a 10,33a , 846b

Sols WayaIghin 1,07a 108, b 291,50a 1,42a 10,50a 7,88c 7,29c

Lsd 0,28 2.25 35,94 0,41 1,68 0,52 0,99

Signification (5%) * ** NS NS NS *** *** Test de Fisher au seuil de 5%; les valeurs sont des moyennes de 6 répétitions. Les valeurs suivies d'une même lettre dans la même colonne ne diffèrent pas significativement au seuil de 5%. NS : Non Significatif; *: Significatif (p < 0,05); **: Hautement significatif (p < D,DI); ***: Très hautement significatif(p < 0,001)

Les résultats du Tableau 5 montrent que pour les sols des sites de Bou1miougou, Kossodo et

Wayalghin, les teneurs en magnésium (Mg2+) n'ont pas significativement varié entre les sites,

mais la teneur la plus élevée a été mesurée sur les sols de Wayalghin suivies de ceux de

Boulmiougou. Cependant, pour ce qui est du taux en potassium et en calcium l'analyse de

variance au seuil de 5% a montré une différence significative entre les différents sols. Le K+

s'est révélé important avec une valeur de l'ordre de 0,89 CmotKi l de sol pour ceux de

Kossodo. Cette étude a montré que les sols de Kossodo sont plus riches en potassium que

ceux de Wayalghin (0,18 Cmol+Kg-1 de sol). Les teneurs en Ca2 + à Boulmiougou (4.50

Cmol+Kil de sol) et Kossodo (6.18 CmotKg-1 de sol) ne présentent aucune différence

significative au seuil de 5%, mais diffèrent tous significativement de Wayalghin (20,68

Cmol+Kg-1 de sol) qui présente des valeurs 3 à 4 fois supérieures que celles des sites

précédents (p < 0,01 ; Lsd = 5,47).

Le constat est que les fortes teneurs en sodium contenues dans le complexe absorbant du sol

ont été observées pour les sols de Kossodo avec une haute teneur du taux de Na+ (4,39

CmotKi l de sol). Cette teneur est très significative (P < 0,01) et diffère de celle de

Wayalghin (0,59 Cmol+Kg-1 de sol) et de Boulmiougou (0,27 Cmol+Kg-1 de sol) qui ne

présente aucune différence significative. On retient que comparativement aux sols de

Boulmiougou et de Wayalghin, le taux de Na+ échangeable des sols de Kossodo a la plus

grande teneur.

33

D'une manière générale l'analyse de variance au seuil de 5% a révélé que les systèmes

maraîchers ayant pour source d'irrigation les eaux usées traitées ou non ont entraîné une

hausse significative de la CEC par rapport à ceux issus de l'irrigation avec les eaux du barrage

(P < 0,05). Ainsi des résultats issus des analyses ont montré que les valeurs de la CEC sont

nettement plus élevées à Wayalghin (12,74 CmotKg-1 de sol) que sur tous les autres sites.

Prises séparément, celle de Kossodo (lI ,09 Cmol+Kg-1 de sol) est largement supérieure à la

valeur mesurée sur le site de Boulmiougou (6,50 CmotKi l de sol), mais reste légèrement

comparable à celle des sols de Wayalghin.

Les résultats présentés dans le Tableau 5 montrent que la conductivité des sols de Kossodo est

significativement supérieure aux conductivités électriques des sols de Wayalghin et de

Boulmiougou qui sont statistiquement équivalentes.

Tableau 5: Bases échangeables, CEC et Ec des sols maraîchers

Bases échangeables L Bases Taux de EcCEC (CmotKg-1sol) échangeables saturationSols (CmotKg-1

)

Mg2+ Na+ Ca2+ K+ (Cmot Kg-1) (%) ilS cm- I

Sols 1,27 0,27b 4,50" 0,31" 6,34" 6,50b 99"b 195,3"

Boulmiougou

Sols Kossodo l,OS 4,39" 6,IS" 0,S9b 12,54b Il,09" 125"b 1247,3b

Sols Wayalghin 1,32 0,59b 20,6Sb O,ISc 22,7Sc 12,74" IS6" 456,5"

Lsd 0,44 0,78 5,47 0,26 5,420 3,41 63,3 350,69

Signification NS ** ** ** ** ** * ** (5%)

Test de Fisher au seuil de 5%; les valeurs sont des moyennes de 6 répétitions. Les valeurs suil'ies d'une même lettre dans la même colonne ne dif./èrent pas significativement au seuil de 5%. NS: Non Significatif * ;** : niveau de signification. *: Significatif (p < 0,05); **: Hautement significatif (p < 0,01)

La figure 2 présente le taux d'absorption du Sodium (SAR) et le PSE (%) des sols d'étude.

A Kossodo, le SAR des sols est fortement élevé et présente des valeurs 10 fois plus élevées

que celui des sites de Wayalghin et Boulmiougou qui sont similaires statistiquement. Le

pourcentage de sodium échangeable et le taux d'absorption du Sodium des sols des trois sites

maraîchers présentent des résultats similaires et sont proportionnels. En effet, les résultats ont

34

montré une orrélation positive entre le PS et le SAR des sols de différents site maraîchers

(Kossodo : r ::::0,99; Wayalghin: r ::::0,97 et Boulmi lIg li : r ::::0,90).

60 • PSE (%) .SAR

50

40

30

20

la

a Kossodo

01

Wayalghin

0,1

Boulmiougou

Figure 2: Taux d'absorption du sodium et pourcentage de sodium échangeable

3.1.4. impacts de troi systèmes de maraîchage. ur la biologie des sols

3.1.4.1. L'actiyité microbienne des sols

La Figure 3 itlu tre le dégagement journalier du 02 durant 21 jours dïncubati n pour les

sols des différents ites.

ur le site de Kossodo l'activité rcspir:ll ir' a évolué en dent de cie a el: une augmentation

durant les deu' (02) premiers jour. dïncubation rnur ~ubir une baisse jusqu'au Sieme jour

(0 1[ mg C02 g-I de sol) là où se situe 1 re piration minimale. Elle reprend en uite à artir du

6icrnc 171ellle . • d . J . (0 17 0 -\.1 1) d'Jour pour attem re un pIC e Jour, mg 2g ue 50 avant ntamer une

phJSC de décroissance jusqu'au 21 1èmc jour.

Quant au site de Wayalghin, l'a tivité re piratoire d s sols a été intense, mais est restée

décroissante durant [es cinq (05) premiers jours d'incubations. I.e quantité maximal s

produites ont varié de 0,25 mg de C02 g.1 de 01 à 0,09 mg de CO_ g-I de sol du 1cr jour au

5 me. Après 5 jour,> d'incubation on a not~ une l 'gèr~ augmentation du 02 dégagé pOLIr

atteindre un pic le 15 ieme jour pour ensuite décI' itre jusqu'au bout de r~xpérimentali n.

Sur le site de Boulmiougou, la courbe d'évolution du C02 dégagé présent deux (02) phases:

51émcune phase de décr i sance du 1cr au jour avec un d'gagem nt maximal u 1er jour

35

d'incubation, et une phase de croissance à partir du 6ième jour qui tend à se stabiliser tout au

15ièmelong de l'expérimentation. La quantité maximale de COz dégagé se situe au jour

d'incubation.

Des deux (02) sites maraîchers, celui de Wayalghin et de Boulmiougou, les résultats des

analyses montrent que la quantité de COz dégagée à Wayalghin est maximale pour les 2

premiers jours alors que sur le site de Boulmiougou le dégagement est faible. L'analyse de

variance au seuil de 5% a montré qu'au 1er jour d'incubation, le volume de COz dégagé par les

microorganismes des sols de Wayalghin est significativement différent de ceux de Kossodo et

de Boulmiougou (P < 0,01 ; Lsd =0,021). Cependant les sols de Kossodo et de Boulmiougou

ne sont pas significativement différents. Au 5ième jour où tous les dégagements semblent être

au minimum, l'analyse n'a pas révélé une différence significative entre la respiration des sols

du site de Kossodo (0,114 mg COz.i l de sol) et de Wayalghin (0,093 mg COz.i l de sol).

Pour tous les sites, le pic de dégagement du COz se situe au Il ième jour. Les résultats montrent

au 15ièmeune augmentation du volume journalier de gaz mesuré pour tous les sites du 7ième

jour. Cette augmentation est proportionnelle au temps et reste toutefois significativement

différente les unes des autres du 8ième au 15ième jour (P < 0,05). Les résultats des analyses

chimiques et biologiques ont montré une corrélation positive entre le carbone et l'intensité

respiratoire pour les sites de Wayalghin (r ::: 0,78) et Boulmiougou (r ::: 0,43) et une corrélation

négative (r ::: -0,29) pour celui de Kossodo.

36

0,30 - Kossodo - Wayalghin - Boulmiougou

0,25

ëi VI 0,20ClJ

"tl

'ï QI) 0,15 N

0 U QI) 0,10 ­E

0,05

0,00

1 2 3 4 5 6 7 9 11 13 15 17 19 21

Temps d'incubation (jour)

Figure 3: Evolution journalière du O2 dégagé des sols des sites maraÎcbers

3.1.4.2. égagement cumulé de C02 d s sol

Les courbes de la Figure 4 représentent les quantités cumulées de C02 dégagé au cours du

temps.

es faibles dégag ment de C02 ont été enr gistrés avec le ols de Boulmiougou. Par contre

avec les sols de Kossodo et de Wayalghin l'allurt: des courbe montr nt un ch vauchement au

9ième jour de mesure. En comparant 1 dégagement cumulé entre les sites de Kos odo et

Wayalghin où les dégagements sont au maximum le résultats ont montré que de la ]ère à la

91eme m sure, la quantité cumulée de gaz carbonique dégagé u niveau des sols de wayalghin

(1,202 mg C02.g- J de sol) est sup'ri ure c Ile de Ko sodo (1.197 mg C02.g- J de sol) avec

c pendant une dif érence significative du 1er au 5i~me jour. Au-delà du 13 ième jour la t ndance

sïl1v l'se a et: une important' activité rcspir' t ire à Kas do qui toutefois Il-et pa

significativement différent de elle de Wayalghin. ur le ols des sites de Wayalghin et de

Boulmiougoll l'analy. c a montré que la quantité cumulée de c rbone à partir du 2 ième jour

21 ièmeju 'qu' U jour est significativement diffïrente. Il en e t de m~me pour les sites de

K05 odo et de oulmiougou à l'exception du 2'ème jour dïn ubnLioll.

37

2,5 -Kossodo -Wayalghin - Boulmiougou

"'02,0 ­\Il

CIl -0

~tlll1,5 1 tlIl N

o ~1,0 ­E

0,5

0,0 +----~--,-----,---,--__,r__-r__-~-.___-__r_-_,-____r-~-__.

1 2 3 4 5 6 7 9 11 13 15 17 19 21 Temps d'incubation Oour)

Figure 4: Evolution cumulée du CO2 dégagé des ols des sites maraîchers

3.1.4.3. La biomasse microbienne des sols

Les résultats du Tableau 6 indiquent que le ystème de maraîchage utilisé à Kos odo n'" pa

eu d'effets ignifïcatifs lIr la biomasse microbienne des sols, par rapport à celui d

W yalghin. Quant au site de Boulmioug u les ré ultats ont montré que le système de

maraîchage a entramé une hausse de la biomas e microbienne p l' rapport aux autre.

L'unaly . tati tique au seuil 5% a révélé une différence signifi ati e de bioma e

microbienne entre le site de Koss do ( .4774 mg c.g- I de sol) el celui de Boulmioug LI

(0,5920 mg c.g- I de sol) et entre Kos odo et Wayalghin (0,5069 mg c.g- I de sol) avec (P <

0,05; sd= 0,090).

3.1.4.4. Qu tient respiratoire des sol

Le Tableau 6 montre que le quotient respiratoire (qC02) a augmenté significativement sur les

s Is de Kossodo (0,29 mg C-C02 g-l-Biom. Microb. ri) par rapport à ceux de Wayalghin

(0,25 mg -C _ g-I C-Siom. Microb. ri) et de Boulmiougou (0,13 mg C-C 2 g-I. iom.

Microb. ri) qui présentent les plu faibles rati s. Le ré. ultats ont montré que les ystèm 5

maraîcher avec les aux us' S comme source d'irrigation ont augmenté d'unt: manière

générale le qC02 de~ ~ Is. mais n'ont pas révélé ulle diflër nc~ -igllificutive entre ces sc 15.

Cependant Boulmiougou qui pré ente le plus tàible qu tient differ ignificativem nt de elui

de Kossodo el d Wayalghin à 5% de proba ilité.

38

Tableau 6 : Biomasse microbienne et quotient respiratoire des sols maraîchers

Sols Biomasse microbienne(BM)

(mg c.g­l de sol)

Quotient respiratoire (qCOz) (mg C-C02 g-l C-Biom. Microb. rI)

Sols Boulmiougou 0,592a 0,131 b

Sols Kossodo 0,477b 0,29Sa

Sols Wayalghin °S06 ab , 0,255a

Lsd 0,090 0,061

Signification (5%) * **

Test de Fisher au seuil de 5%; les valeurs sont des moyennes de 6 répétitions. Les valeurs suivies d'une même lettre dans la même colonne ne diffèrent pas significativement au seuil de 5%. *; ** : niveau de signification. *: Significatif (p < 0,05) ; **: Hautement significatif (p < 0,01)

39

3.2. Discussion

3.2.1. Caractéristiques des trois (03) sites de maraîchage

Les résultats des enquêtes et des observations de terrain ont montré que sur le site de

Kossodo, l'activité maraîchère est en pleine régression. En effet, elle se résume

essentiellement à la culture d'épinard et de"boulvakan" cultivés chacun en monoculture et / ou

en association. Cet état de fait crée sans doute des problèmes de qualité du sol. Cela a été

confirmé à travers nos observations sur le terrain qui montrent une détérioration des sols par

la formation de pellicule noir (photo 3). Cette hypothèse a été confirmée par Legall et al.

(2013) qui expliquent la dégradation de la qualité du sol à Kossodo par la culture d'épinard en

continu, sans variation culturale et associée à la mauvaise qualité des eaux usées traitées.

Toutefois pour pallier le problème de dégradation des sols, les producteurs de ce site ont

quelques fois recours à l'intensification de la fertilisation organique, qui semble être sans

effet significatif sur l'amélioration de la qualité des sols. Du fait de la proximité de l'abattoir

frigorifique de Ouagadougou, le fumier (surtout celui des bovins) est la fertilisation organique

la plus utilisée par rapport aux déchets urbains solides et de tout autre amendement organique.

Aussi, les producteurs de ce site ont quelques fois recours à la fertilisation minérale (urée) à

de faible dose. Les maraîchers de ce site sont organisés en association constituée pour la

grande majorité de femmes et peu d'hommes.

Le site de Wayalghin a connu plus de variation culturale que celui de Kossodo, mais cette

variation est restée faible par rapport à celle de Boulmiougou. Il semble être le plus ancien des

trois sites avec des producteurs qui se sont installés depuis plus de quarante-quatre (44) ans.

Les producteurs avec une composition variable d'hommes et de femmes utilisent les eaux

usées qu'ils jugent de bonne qualité. Comparativement au site de Kossodo, les maraîchers de

Wayalghin utilisent une diversité de fumure organique notamment le fumier de bovin, de

ruminant, de cheval, associée quelques fois avec des copeaux de bois. La fertilisation

minérale rencontrée est surtout l'urée à de faibles doses.

Quant au site de Boulmiougou, les résultats de l'enquête ont montré une très grande diversité

de cultures réparties sur des superficies variées selon la taille des parcelles. Nos résultats

confirment ceux de Zongo (2009) qui a montré une multitude de spéculation sur ce site

L'ancienneté du site ainsi que l'organisation des producteurs en groupement est un atout

favorable à la production des cultures et à la bonne maîtrise des systèmes de gestion de la

fertilité. La particularité de ce site est bien qu'étant homogène, il compte plus d'hommes que

40

de femmes. Les maraîchers du site de Boulmiougou utilisent exclusivement l'eau du barrage

et 1ou des puits environnant pour leur système d'irrigation. Les fertilisants utilisés sur ce site

sont la plupart des engrais chimiques (urée) parfois à forte dose. La fumure organique est de

toute provenance et de tout type (fumier de bétail et de petit ruminant, de fumier de porc, des

fientes de volaille, déchets urbains solides) du fait de l'éloignement du site par rapport aux

sources de substrats.

3.2.2. Caractéristiques chimiques des eaux d'irrigation des sites étudiés

Les résultats des analyses ont montré que la charge d'azote minérale est fortement dominée

par les nitrates par rapport à l'ammonium. Ces résultats sont conformes à ceux d'Akouze

(2010) et contredisent ceux de Passy (2007) qui a observé une dominance de l'azote

ammoniacal par rapport aux nitrates. La forte présence de nitrates contenue dans les eaux de

Kossodo pourrait s'expliquer par le fait que les nitrates ne subissent aucun traitement et que

leur rendement épuratoire est parfois négatif. Par contre le système de traitement par lagunage

élimine les quantités d'azote ammoniacal (Koné, 2002). En effet, le taux d'abattement peut

aller au-delà de 54 % (Passy, 2007). Cela explique l'existence de fortes teneurs de N-NH/

dans les eaux usées non traitées comparativement aux eaux usées traitées, puisque le système

de traitement réduit ces formes d'azote. L'une des hypothèses du faible taux de N-NH/ dans

les eaux de Kossodo pourrait être aussi expliquée par le phénomène de nitrification qui

élimine l'ammonium en la transformant en nitrates.

Les fortes valeurs de pH, de Na+ et d'Ec des eaux de Kossodo pourraient être expliquées par

les caractéristiques des eaux à l'entrée de la station. Il est important de signaler que la station

d'épuration traite des eaux usées urbaines constituées d'un mélange d'eaux usées domestiques

et d'eaux usées industrielles. Ainsi, diverses industries polluantes déversent leurs effluents

dans le réseau d'assainissement. En comparant les teneurs en élément chimique de certaines

unités industrielles (Brasserie, abattoir) et les teneurs des eaux de la station, Passy (2007)

établit la corrélation entre ces fortes valeurs. Aussi les bouteilles servant au conditionnement

de la bière de la brasserie Brakina sont lavées avec de la soude (NaOH) et la désinfection des

équipements se fait avec de l'eau additionnée d'adjuvants comme le phosphate trisodique

(Passy, 2007). Cela justifierait l'augmentation du pH et l'accroissement de la conductivité

électrique et de la teneur en sodium. L'hypothèse d'Une forte pollution des eaux des stations

d'épuration par les industries a été également confirmée par Belaid (2010).

41

Il est important de mentionner que les normes nationales de déversement des eaux usées dans

les eaux de surface ne sont pas respectées car les teneurs en Na+ et en Ec présent dans les eaux

de Kossodo sont supérieures à celles recommandées. Egalement, le pH et l'Ec des eaux

environnent la limite au-delà de laquelle l'eau d'irrigation devient impropre aux cultures

(Ec=3000 IlS.cm-1; pH=10,5). L'explication la plus vraisemblable de la faible diminution du

pH des eaux usées non traitées de Wayalghin par rapport à Kossodo peut être due au fait que

les eaux de wayalghin sont d'origine domestique et même celles industrielles provenant en

petite partie de l'hôpital et de la société de manufacture du cuir TAN ALIZ se jettent dans le

cours d'eau. Ces eaux sont mélangées avant d'être utilisées par les maraîchers.

3.2.3. Impacts de trois systèmes de maraîchage sur la fertilité chimiques des sols

Parmi les trois sites, le taux le plus élevé de MO a été enregistré sur le site de Wayalghin suivi

de Boulmiougou et enfin à Kossodo. Cet état de fait est dû à la forte variation du type de

fumier (fumier de bovin, de ruminant, de porcin, fientes de volailles, etc.) utilisé par ces deux

sites par rapport au site de Kossodo qui utilise plus le fumier de bovin. Cela confirme une de

nos hypothèses à savoir que la diversification de la fertilisation organique crée une

augmentation de la fertilité chimiques des sols par l'augmentation du taux de MO. Outre la

fertilisation, la variation des cultures sur les sites de Boulmiougou et Wayalghin a aussi

expliqué ces résultats. En effet, ces sites ont COnnu plus de rotation et de diversification

culturale que celui de Kossodo. Enfin la qualité d'eau d'irrigation et la situation géographique

du site ont aussi influencé le taux de MO. Les EUNT que les producteurs jugent d'être de

bonnes qualités, associées à la situation géographique en bas de versant a contribué à une

augmentation du taux de la matière organique du sol. Cela a été confirmé par Kiba (2012) qui

conclut que des sites situés en bas de versant et le long des canaux d'eaux pourraient être

enrichis en de fins sédiments qui, certainement augmente le taux de MO.

Le faible taux de matière organique enregistré à Kossodo s'explique par une minéralisation

rapide du carbone due à la forte activité biologique observée. Une partie du carbone est

immobilisé par les microorganismes. Diarra (2008) et Sou (2009) ont également trouvé un

rapport C/N des sols irrigués avec les EUT inférieur à celui des autres sols, ce qui confirme en

partie nos résultats. Cette baisse de MO est sans doute due au faible rapport C/N qui peut être

expliqué par une meilleure cinétique de décomposition de la Matière Organique. D'une

manière générale des résultats similaires à nos résultats ont été observés par Diarra (2008),

42

avec un taux de MO (EUT: 0,79% ; ET: 1,09%) sur le site expérimental de Kossodo avec des

parcelles irriguées par les eaux usées traitées et des parcelles irriguées avec l'eau de l'ONEA.

Les résultats ont montré que le pH des sols de Kossodo est fortement alcalin (pH 9,56) par

rapport aux pH des sols de Wayalghin et de Boulmiougou. Les travaux de Sou (2009) et

Diarra (2008) le pH alcalin des sols de Kossodo. Cette différence de pH d'un site à l'autre

pourrait s'expliquer par la qualité de l'eau d'irrigation au moment de l'arrosage. L'on pourrait

attribuer cette hausse de pH à d'autres facteurs tels que la fertilisation, la diversité culturale et

l'ancienneté du site, mais cela ne pourrait refléter ces hautes valeurs de pH. L'hypothèse la

plus plausible de cet état de fait est due à la qualité des eaux usées qui sont fortement alcalines

: pH = 9,46. Ceci tend à confirmer les résultats de Kiemdé (2008) et de Sou (2009) qui ont

trouvé qu'à la sortie de la station d'épuration le pH atteignait jusqu'à 11,45, valeur qui

dépasse la norme Burkinabè de rejet des eaux usées dans la nature fixée entre 6,4-10.

Les sols de Wayalghin ont présenté un pH légèrement basique à l'opposé de ceux de

Boulmiougou qui sont acides. La basicité de ces sols peut être liée à l'effet des eaux usées non

traitées et à la fertilisation organique qui contribuent à une légère augmentation du pH des

sols. En effet, les eaux usées contiennent des teneurs en bicarbonate de sodium ce qui confère

aux sols le caractère alcalin (Sou, 2009).

L'acidité des sols de Boulmiougou ne peut pas être attribuée à la qualité des eaux d'irrigation

du barrage puisqu'elles ne sont pas très acides (pH: 6,49). Cela peut être due aux apports

important d'éléments minéraux surtout azotés qui acidifient le sol. L'effet de la fertilisation

minérale à travers sa dose d'utilisation a eu un impact négatif sur le pH des sols. Cela

s'explique par le fait que Boulmiougou reçoit de fortes doses d'urée par rapport aux deux

autres sites (Zongo, 2009). L'ancienneté du site et l'intensité des activités sur un sol contribue

à l'abaissement du pH de ce sol. Cela concorde avec nos résultats et a été confirmé par Ondo

(2011) qui a montré qu'une période d'exploitation de plus de dix (10) ans influence

négativement les propriétés physico-chimiques des sols par une acidification.

Les résultats des analyses ont montré que les sols de Wayalghin, Boulmiougou et Kossodo

respectivement contenaient les forts taux d'azote. Ainsi, plusieurs facteurs ont influencé d'une

manière ou d'une autre ces teneurs en azote. La fertilisation par l'apport de fertilisants

surtouts minéraux ont enrichi les teneurs en azote total des sols. Ce constat peut être observé

entre les sols de Boulmiougou et de Kossodo. En effet, la fertilisation minérale a été très

importante sur le site de Boulmiougou que sur le site de Waya1ghin (fertilisation minérale

43

faible). Nos résultats confInnent ceux trouvés par Zongo (2009) qui ont montré que le site de

Boulmiougou a reçu plus de dose d'engrais (urée) pour les mêmes cultures que celui de

Wayalghin. La faible fertilisation rencontrée sur le site de Wayalghin justifIe le fait que les

producteurs de ce site considèrent que les EUNT constituent une autre fonne de fertilisation.

Les sols de Kossodo dont les teneurs en azote total sont plus faibles que les autres sols

pourraient être justifiés par la mauvaise pratique culturale exercée sur ce site. Il y a peu de

diversités culturales (monoculture). Il faut noter également que la forte activité biologique

rencontrée sur ce site a pu entrainer une immobilisation de l'azote par les microorganismes.

Pour ce qui est de l'éventuel impact des eaux usées sur la fertilité des sols, notre étude a

montré un apport important d'azote par les eaux usées en générale. Ce qui justifIerait les forts

teneurs en azote présentent dans les sols de Wayalghin. Cependant des conclusions différentes

ont été observées sur les sols de Kossodo. En effet, ces sols ont présenté les plus faibles

teneurs en azote total par rapport aux autres sols. Ce constat de faible taux d'azote dans les

sols est probablement dû au système de traitement des eaux, car le traitement par lagunage à

microphytes élimine une partie de l'azote des eaux. Ce taux variant de 25 à 30% et même

jusqu'à 60% (Koné, 2002; Kiemdé, 2006).

L'étude a montré que d'une manière générale, les sols du site de Kossodo ont présenté les

valeurs les plus élevées en phosphore et en potassium total par rapport à ceux de Wayalghin.

Cet état de fait s'explique par le potentiel fertilisant des eaux usées et à la concentration de

phosphore (7,5 mg.r l ) et de potassium (30,50 mg.r l ) présente dans les eaux usées traitées par

rapport aux eaux usées non traitées. Egalement plusieurs auteurs (Ryan et al., 2006; Thaw,

2006; Be1aid, 2010) ont montré que l'irrigation avec les eaux usées traitées permettait

d'augmenter signifIcativement les éléments minéraux des sols. Les résultats de nos travaux

contredisent ceux de Kiziloglu (2008) qui ont montré que les systèmes de maraîchage utilisant

les eaux usées traitées comme source d'irrigation ont présenté de faibles valeurs par à ceux

utilisant les eaux usées non traitées.

Le niveau élevé de phosphore et de Potassium des sols à Boulmiougou par rapport à

Wayalghin pourrait être expliqué par un important apport d'amendements combiné à la

meilleure gestion de la fertilité des sols et à l'ancienneté du site. Cette hypothèse confIrme les

résultats trouvés par Kiba (2012) qui montrent que la présence d'organisations de producteurs

pourrait permettre un accès facile aux financements et par conséquent faciliter l'acquisition

d'engrais minéraux. Ce qui expliquerait les forts apports d'engrais minéraux sur ce site. En

44

fait, Boulmiougou reçoit plus de fertilisation surtout minérale que les autres sites parce que

les maraîchers jugent que l'eau de barrage n'apporte aucun élément nutritif. D'une manière

générale la variabilité des quantités apportées de fertilisants entre les sites a beaucoup

influencé la variabilité des caractéristiques chimiques des sols.

Nos travaux ont pennis de mettre en évidence un niveau élevé du taux de sodium contenu

dans les sols de Kossodo par rapport à ceux de Wayalghin et Boulmiougou. En effet ces

résultats confmnent l'hypothèse d'une forte sodicité des sols sur le site de Kossodo. Ni la

fertilisation, ni les pratiques culturales ne peuvent expliquer ces forts taux de sodium dans les

sols de Kossodo. L'ancienneté du site pourrait en expliquer, mais la littérature a montré que le

site de Kossodo est récent (depuis 2006) par rapport aux autres. Ce problème de sodisation est

dû sans doute à la qualité des eaux d'irrigation. En effet, l'analyse de ces eaux a montré une

forte concentration en sodium (356,09 mg /1), ce qui entrainerait une accumulation

progressive de sodium dans les sols. Ces eaux à l'entrée et à la sortie de la STEP, sont

caractérisées par un faciès bicarbonaté et sodique qui n'est que le mélange des eaux usées de

différentes industries raccordées au réseau. Selon Passy (2007) les eaux usées de la Brasserie

sont de la même famille que celle à l'entrée de la STEP et en constitue la grande partie.

Toutefois cette augmentation du taux de sodium dans les eaux est sans doute liées aux

activités et aux rejets de produits chimiques de la brasserie car les bouteilles servant au

conditionnement de la bière sont lavées avec de la soude (NaOH) (Passy, 2007). Il y a en

outre le mauvais fonctionnement de la station dû aux perfonnances épuratoires faibles,

souvent négatives pour les cations : 2.9 % pour le sodium; -2,8 % pour le calcium, 0,2 %

magnésium et -1,5 % pour le potassium (Passy, 2007).

L'effet d'un excès du sodium cause sans doute des dommages aux sols et aux cultures.

Vraisemblablement la présence d'une quantité excessive de sodium dans l'eau (par rapport à

la concentration totale des sels dissous dans le sol) nuit aussi à l'infiltration de l'eau (FAO,

2003). Cela confinne nos observations sur le terrain et lors de la mesure de la Capacité

Maximale de Rétention (CMR) qui montre une réelle difficulté à l'eau de pouvoir s'infiltrer

(photo 5 en annexe 2).

Pour ce qui est toujours de l'influence des eaux d'irrigation sur la qualité chimique des sols,

les résultats ont montré que la forte teneur en Ca2 + identifié sur les sols de Wayalghin a

prouvé que les eaux usées non traitées contenaient d'énonnes quantités de calcium. Ceci

corrobore nos résultats des analyses des eaux, qui ont montré que parmi toutes les eaux

45

d'irrigation, seules celles de wayalghin possédaient de forte teneur en Ca2+. L'hypothèse

d'une élévation de calcium peut s'expliquer par la nature chimique des eaux. Selon Passy

(2007), on détecte la présence de carbonate dans les eaux à partir d'un pH> 8,3 et la présence

de bicarbonate à un pH < 8,3. L'existence d'un pH = 6,97 dans les eaux de Wayalghin conclut

que ces eaux d'irrigation ont au moins un faciès bicarboné; hors la présence de bicarbonate

dans les eaux entraine sous l'effet de l'évaporation la formation de précipité de sel qui débute

généralement par la calcite ou le carbonate de calcium (CaCoJ) dans les sols, et jusqu'à un

stade avancé, la formation de carbonates ou bicarbonates de sodium (Na2COJ- et NaHCOJ-)

(AI-Droubi et al. 1980). Ceci est expliqué par le taux élevé de Ca2+à un stade non avancé à

Wayalghin et un fort taux de Na+ à Kossodo (stade avancé).

Aussi une des raisons du taux de Ca2+des sols estimé à 20,68 CmotKg-1 de sol peut être sans

doute la résultante de l'alcalinité des sols pHeau = 7,88. En effet, l'analyse a dévoilé une

corrélation positive (r = 0,78) entre le calcium et le pH sur les sites de Wayalghin et

Boulmiougou. L'ancienneté du site joue un rôle dans la concentration en Ca2+et en Mg2+. Les

résultats d'Ondo (20 Il) ont montré que les concentrations en Ca et Mg échangeables sont

plus élevées dans le sol cultivé depuis 5 ans que dans les sols cultivés depuis 10 ans, et cela

est lié à la bonne pratique culturale. Ceci contraste nos résultats. Ainsi nos analyses ont

montré que les concentrations en Ca et Mg échangeables étaient relativement faibles à

Kossodo qu'à Wayalghin. Ce constat semble être lié à la mauvaise pratique culturale

(monoculture) due au faite que les autres espèces végétales ne d'adaptent pas à ces sols

irrigués avec l'eau usées traitées.

La forte teneur en K échangeable enregistrée sur le site de Kossodo est due au taux élevé de

Na+. Cela est expliqué par Laurenson (2011) par une rétention préférentielle de K+ par rapport

au Na+ lorsque le taux de Na+ s'accroit dans les eaux d'irrigation. On note également une

concentration plus élevée de K+ à Boulmiougou qu'à Wayalghin

Le potassium échangeable est en effet aussi responsable de la dispersion des argiles,

phénomènes rencontrés dans la plus-part des sols maraîchers à forte teneur en K+ ou en Na+

(Laurenson, 2011). Toujours selon cet auteur, bien que l'accumulation de cations

monovalents dans le sol soit indésirable, la dispersion des argiles dues au potassium

échangeable est moins dommageable que celle en réponse de Na+. D'une manière générale

une partie de nos résultats notamment les teneurs en Mg+ et Ca2+ sont conformes à ceux de

Kiziloglu (2008) qui a trouvé que les sols d'un système de maraîchage proche de celui de

Kossodo contenaient des teneurs en bases échangeables plus faibles que celui proche de

46

Wayalghin. Par contre, les teneurs en Na+ et K+ sont plus élevées pour les sols de Kossodo

que ceux de Wayalghin qui contrastent avec ceux du même auteur.

Les sols de Wayalghin et de Kossodo ont contenu d'une manière générale un niveau plus

élevé de CEC par rapport aux sols de Boulmiougou. Cela peut être attribué à l'utilisation de

différentes qualités d'eaux d'irrigation, car les sols irrigués avec les eaux usées avaient un

niveau élevé de la CEC comparés aux sols irrigués avec l'eau du barrage. Ces résultats

diffèrent de ceux trouvés par Diarra (2008) et Kiziloglu (2008) qui ont estimé que l'irrigation

avec les eaux usées traitées diminuait la CEC des sols par rapport à l'irrigation avec l'eau

potable.

Selon Belaid (2010) le niveau élevé de la CEC peut être dû à un enrichissement du sol en

matière organique et éventuellement en azote. Les travaux de Baize (1988) ont montré qu'un

gramme de matière organique contribue à augmenter 4 à 5 fois à la CEC qu'un gramme

d'argile. Ce constat confIrme également nos résultats par le niveau élevé en MO et en azote

sur le site de Wayalghin. Ainsi la MO et l'azote sont en corrélation positive avec la capacité

d'échange cationique. Ces conclusions contredisent en partie cet état de fait car Boulmiougou

possède des niveaux plus élevés de MO et d'azote par rapport à Kossodo avec cependant une

faible CEe.

Cela est dû sans doute à la nature des sols notamment la texture qui est de type limono­

argileux et de l'association des argiles avec les composés humiques plus faibles à

Boulmiougou qu'à Kossodo.

De la relation entre la CEC et le taux de saturation il ressort que Wayalghin possède la plus

grande CEC, qui est saturée à 162% par le calcium. Il en est de même pour le Ca2+sur le site

de Kossodo et de Boulmiougou qui sature respectivement à plus de 49 % et 69% la CEe.

Cette relation montre que le calcium est le plus échangeable par rapport aux autres bases.

Ainsi de forte teneur en calcium pourrait entrainer un effet bénéfique sur les propriétés

physiques par une compensation de l'excès de sodium sur les propriétés physiques du sol

(Lhadi et al., 1993). En dehors du calcium, le Na+ est parmi les autres bases échangeables

celui qui sature le plus la CEC, sur le site de Kossoodo ce qui traduit clairement le phénomène

de sodisation des sols lié à l'utilisation prolongée des EUT.

Le faible taux de saturation de la CEC à Boulmiougou par rapport aux autres sites s'explique

en partie par l'acidité du sol. Ceci confIrme l'idée de Anonyma (2012) qui indiquait qu'à pH

acide le complexe argilo-humique se sature entre 50 à 85% de la CEe. En effet le pH acide

47

influence la rétention de certains cation notamment le AI3+, Al(OH)2+, NW+, Fe3+, Cu2+, Zn2+,

Mn2+ au détriment des autres. Des faibles taux de saturation signifient que des ions positifs

échangeables tels que H+, mais surtout AI(OH) 2+ et Al(OH) 2+ et Ae+ sont présents sur le

complexe généralement en situation de sol acide (www.echangetv.levalentin.free.fr).

Le concept de conductivité électrique des sols est un phénomène inhérent à la qualité des eaux

et au mode d'irrigation. Il est plus accentué pour une irrigation de surface comparée à une

irrigation en submersion. En effet, les enquêtes et les observations ont montré que sur les trois

sites maraîchers étudiés l'irrigation est de surface de type aspersion. De ce fait, le seul

paramètre qui a pu contribuer à une augmentation considérable du niveau de la conductivité

électrique a demeuré la qualité des eaux. Au regard de nos résultats, nous pouvons conclure

que l'irrigation des sols avec les eaux usées a entraîné un niveau élevé de la conductivité

électrique des sols par rapport à l'irrigation à l'eau du barrage. Des résultats similaires ont été

obtenus par Sou (2009) et Belaid (2010) qui ont montré que l'irrigation à long terme avec les

eaux usées augmentait considérablement la conductivité électrique, donc la salinité des sols

comparativement aux eaux non usées. Cet état de fait est sans doute lié aux forts teneurs en

sel contenus dans les eaux usées. On remarque que dans les eaux de Kossodo, la conductivité

électrique atteigne parfois 2926 J1S.cm- l, ce qui a conduit à une accumulation progressive des

sels suite à la forte évapotranspiration rencontrée dans nos sols. Les sols de Wayalghin quant

à eux présentent une très légère salinité due à la meilleure qualité des eaux d'irrigation par

rapport à celles de Kossodo.

Les résultats montre que le SAR est très fortement corrélé avec le PSE du sodium (r = 0.99).

Ce constat a été confirmé par (Cucci et al., 2011) qui ont montré que la concentration en

sodium échangeable a augmenté avec la concentration de sel et de SAR.

Le taux élevé de SAR rencontré sur les sols Kossodo est dû à la forte concentration de sodium

contenue dans les eaux (356,5 mg/l). En effet, les eaux usées traités ont un SAR (44,57)

largement supérieur aux normes de qualité des eaux d'irrigation, ce qui stipule que lorsque le

SAR des eaux est supérieures à 24, ces eaux causent des problèmes de dégradation des sols et

sont situé dans la catégorie des eaux présentant des problèmes graves (FAO, 2003).

Au vu des résultats sur le SAR, le PSE et le pH, nous pouvons classer ces sols comme étant

des sols légèrement alcalins et sodiques puisque nos résultats corroborent les normes de

classification des sols établit par l'USDA (United State Department of Agriculture) qui

considère comme sol à la fois salé et sodique des sols dont le sodium occupe plus de 50 % de

48

la CEC, un pH pouvant atteindre 10 et présentant une structure plus ou moins dégradée. Nos

travaux ont également révélé le caractère sodique des sols de Kossodo par le taux élevé de

sodium échangeable (54,6%). Ces conclusions sont conforment à ceux de Compaoré (1998)

qui montrent que lorsque le taux de sodium échangeable est élevé (supérieur à 15 %), ses sols

sont considérés comme sodiques.

A Wayalghin comme à Boulmiougou le SAR et le PSE sont relativement faibles mais restent

cependant fortement corrélés (r = 0,97 pour le site de Wayalghin et r = 0,90 pour le site de

Boulmiougou) entre eux au seuil de 5 %. Des résultats similaires ont été trouvés par

Assouline et al., (2011) avec un SAR eaux usées traitées (2,59) et SAR eau potable (0,94).

Cet état de fait est lié en partie à la faible concentration de sodium échangeable présente sur

les sites irrigués avec les eaux conventionnelles.

3.2.4. Impacts de trois systèmes de maraÎchage sur l'activité biologique des sols

L'allure des courbes de respiration des sites maraîchers montre qu'en général (sauf pour celui

de Kossodo les deux premiers jours) dès les premiers jours d'incubation et ce jusqu'au 5ième

jour une baisse progressive des quantités de C02 dégagés correspond à une diminution de

composés facilement biodégradables. La phase de reprise de la respiration correspond à une

légère reprise de l'activité par la dégradation des composés plus résistants à la dégradation de

produits néoformés. La dernière phase caractérisée par une diminution des quantités

journalières de C02, est liée à une faible activité des microorganismes restants et à

l'épuisement de plus en plus poussé des nutriments facilement biodégradables. Ces résultats

sont similaires à ceux trouvés par Zongo (2009).

L'activité biologique est un bon indicateur de la fertilité d'un sol, puisqu'elle permet de suivre

la dynamique des processus de décomposition et de transformation de la matière organique.

Selon Lompo (2007) et Coulibaly (2008) les différences de respiration constatée entre deux

traitements semblent être liées au taux de matière organique. Ils confIrment que le taux de

matière organique le plus élevé aurait le plus augmenté l'activité respiratoire du sol. D'une

manière générale, nos résultats sont différents de ceux trouvés par ces auteurs. Nos travaux

ont montré que l'activité respiratoire la plus intense à une corrélation négative

(r= -0,29) avec le taux de matière organique. Cela a été confirmé par RazafIntsalama et al.,

(2014) qui montrent que sur quatre (04) années consécutives d'irrigation, les teneurs en

matière organique ont diminué la quatrième année suite à une stimulation de l'activité

biologique, ce qui a favorisé la minéralisation des matières organiques. Cependant en

49

comparant site par site, nous trouvons que c'est entre Wayalghin et Boulmiougou que nos

résultats confIrment ceux cités plus haut. L'explication plausible du fort dégagement de C02 à

Kossodo pourrait être due à la forte fertilisation organique (fumier) et aux caractéristiques du

carbone. Le fumier utilisé contient des composés organiques qui lorsque les conditions sont

favorables entrainent une minéralisation rapide des composées facilement biodégradables. Ce

qui a été le cas sur le site de Kossodo qui a connu une bonne minéralisation (C/N= 10,33), et a

une meilleure disponibilité du carbone pour les microorganismes. Aussi le taux de calcium

rencontré (Ca2+ = 6,18 Cmol+Kg-1 de sol) sur ce site confrrme ce fort dégagement car selon

Sedogo (1977), le calcium joue un rôle important dans les processus d'humifIcation et de

minéralisation.

A Wayalghin, le nIveau satisfaisant de l'activité microbienne présume d'une meilleure

activité respiratoire. En effet, l'activité microbienne est fortement corrélée avec le taux de

carbone total disponible dans le sol (r::::: 0,78) et certainement à la proportion des composés

facilement minéralisables. Le taux élevé d'azote du sol rencontré sur ce site a également

amélioré l'activité des microorganismes. Cette hypothèse a été confIrmée par Salawu (2009)

qui souligne que l'azote favorise l'activité des bactéries responsables de l'ammonification et

de la nitrification, ce qui favorise la mise à disposition rapide des produits transformés et leur

meilleure assimilation par la plante. Les travaux de Thiombiano et al. (1999) ont également

révélé une corrélation significative et positive entre la respiration du sol, l'azote et la matière

organique, dans des états de surface des sols sahéliens.

La faible respiration rencontrée à Boulmiougou pourrait s'expliquer par le pH acide (5,53) des

sols. En effet, le pH acide des sols entraine une prédominance des champignons et une

inhibition de l'activité microbiologique (ITAB, 2002).

3.2.5. Impacts de trois systèmes de maraîchage sur la biomasse microbienne et le

quotient respiratoire des sols des sites maraîchers étudiés

D'une manière générale les résultats ont montré que les sols de Kossodo et de Wayalghin ont

présenté les faibles teneurs en biomasse microbienne. Ceci étant lié à plusieurs facteurs parmi

lesquels il y al' irrigation qui joue un rôle important dans les quantités de biomasse

microbienne. En effet, les systèmes de maraîchage qui ont utilisé les eaux usées comme

source d'irrigation ont entrainé une diminution de la biomasse microbienne des sols. Cela

confrrme en partie les travaux de XV De-Ianl (2012) qui ont montré que les eaux usées

d'irrigations réduisaient respectivement les quantités des groupes de bactéries (actinomycètes,

sa

bactéries nitrifiantes et les bactéries dénitrifiantes). Ainsi, les plus faibles valeurs de biomasse

microbienne observées à Kossodo sont dues en grande partie aux extrêmes teneurs de sodium,

de pH et conductivité électrique contenu dans les sols. Cela pourrait être aussi associé au

phénomène de dispersion des argiles dû à la forte concentration de sodium accumulé dans le

sol qui réduirait la microporosité et entrainerait une diminution de la biomasse microbienne.

La hausse de la biomasse sur le site de Boulmiougou peut être attribuée à la typologie des

microorganismes car à pH acide les champignons prédominent (ITAB, 2002). Cette

augmentation de la biomasse microbienne à Boulmiougou par rapport à celle de Kossodo peut

être également attribuée aux teneurs élevés de matière organique présente dans le sol. Des

études similaires (Lompo, 2007; Coulibaly, 2008; Zongo, 2009) ont trouvé que la biomasse

microbienne croît avec l'augmentation de la teneur en matière organique du sol.

La forte variation de la biomasse microbienne d'un site à l'autre est sans doute liée au type de

culture pratiqué et la rotation culturale. En effet selon l'ITAB (2002) la biomasse microbienne

varie fortement au cours de la rotation culturale en agriculture. Cette idée confirme nos

résultats qui montrent que la biomasse microbienne est fortement corrélée avec la rotation

culturale. Effectivement Boulmiougou qui présente une multitude de spéculations et une

rotation culturale diversifiée, a une biomasse microbienne supérieure à celle de Wayalghin,

qui à son tour est plus élevée que celle de Kossodo.

Le quotient respiratoire de l'ensemble de ces sols est par contre corrélé positivement avec la

respiration des microorganismes. Plus l'activité respiratoire est intense, plus le quotient

respiratoire est important. De cet fait, les résultats de nos travaux ont montré que le quotient

respiratoire a varié dans le sens de Kossodo >Wayalghin> Boulmiougou.

L'augmentation du quotient respiratoire des sols de Kossodo montre une meilleure utilisation

de la matière organique par les microorganismes des sols qui se manifeste par un faible taux

de MO résiduel. En effet, le fort taux de minéralisation a permis une mise à la disposition de

la matière organique facilement biodégradable qui aurait entrainé une stimulation de la

respiration.

51

CONCLUSION

L'étude a été réalisée en comparant les propriétés chimiques et biologiques des sols de trois

systèmes de maraîchage dans la ville de Ouagadougou.

Il ressort de cette étude que la variabilité des systèmes de maraîchage a eu un impact plus ou

moins différent sur la qualité chimique et biologique des sols. Plusieurs facteurs constituaient

ces systèmes de maraîchage. Il s'est agi des pratiques de fertilisation, de la proximité des sites

par rapport aux sources de fertilisants, de la présence d'organisations de producteurs ainsi que

de leur technicité. D'autres facteurs tels que l'ancienneté du site, la localisation, la variation

culturale et surtout la qualité des eaux ont aussi contribué à la diversification de la fertilité

chimique et biologique des sols.

La caractérisation des trois sites maraîchers a permis de mettre en évidence une large gamme

de pratique culturale variable à l'intérieur et entre les sites. Cela a permis de conclure que le

site de Kossodo est fortement caractérisé par une monoculture par rapport aux deux autres

sites dont les pratiques culturales sont diversifiées. Quant à la fertilisation organique, l'étude a

révélé qu'elle est plus accentuée à Kossodo qu'à Boulmiougou qui met plus l'accent sur la

fertilisation minérale.

L'analyse chimique des différentes qualités d'eaux d'irrigation a permis de mettre en

évidence les teneurs en (N, P, K, Ca2+, Mg2+, K+) des eaux usées, qu'elles soient traitées ou

non. Il ressort que les eaux de Kossodo contiennent plus de teneur en éléments nutritifs que

celle de Wayalghin excepté le cas du Ca2+ et du Mg2+. Et comparativement aux eaux du

barrage, les eaux usées qu'elles soient traitées ou non ont eu les teneurs les plus élevées en

éléments chimique. En outre, il convient de noter que le pH, les teneurs en Na+ et la

conductivité électrique des eaux d'irrigation de la STEP de Kossodo dépassent largement les

normes de réutilisation des eaux usées en agriculture prévues par la FAO, l'OMS et le

Burkina Faso.

D'une manière générale, les systèmes de maraîchage ont eu des impacts plus ou moms

différents sur les caractéristiques chimiques des sols. Ainsi, l'étude a montré que les sols de

Wayalghin ne contenaient pas véritablement de forte concentration en éléments chimiques,

sauf le cas du calcium qui semble se retrouver en excès. Par conséquent, selon les normes

établies par l'Office de la Recherche des Sciences et Techniques Outre-Mer (ORSTOM), les

sols de Wayalghin peuvent être classés dans la gamme des sols alcalins.

52

A Kossodo, les résultats ont montré que leur système de maraîchage a fortement contribué à

la détérioration de la qualité des sols. Mais au regard des résultats, nous arrivons à la

conclusion que cela est principalement dû à la mauvaise qualité des eaux d'irrigation qui

contraint les maraîchers à pratiquer une monoculture puisque l'agriculture est de type

restrictif et que seules quelques espèces végétales s'adaptent à ces sols. Cet état de fait peut­

être confirmé par les forte teneurs en éléments chimiques des sols: Na+ (4,39 CmotKg-1 de

sol) ; Ec (1247 IlS.cm-') et de pH (9,56) qui dépassent les normes de qualité des sols pour un

usage agricole. C'est ainsi qu'au regard de ces teneurs et selon les normes établies par

l'ORSTOM pour la classification des sols, nous pouvons classer ces sols dans la gamme des

sols sodiques, alcalins et salins.

Ce travail a permis de montrer que le système de maraîchage utilisant les eaux usées a

augmenté l'activité microbienne et la respiration spécifique des sols par rapport à celui de

utilisant les eaux de barrage qui a exprimé le plus faible dégagement de CO2. Quant à la

biomasse microbienne, nos résultats ont indiqué que le système de maraîchage utilisant les

eaux du barrage a entraîné une augmentation comparativement aux autres.

L'analyse chimique des différentes qualités d'eaux d'irrigation a pennis de conclure que les

eaux usées non traitées de Wayalghin dans notre contexte pourraient être mieux appropriées

pour une réutilisation en agriculture restrictive si toutefois des mesures idoines sont prises

pour parer au problème de pollution des cultures et de risque sanitaire.

En ce qui concerne les eaux d'irrigation de Kossodo, il est impératif de signaler que ces eaux

sont entièrement inappropriées pour un usage agricole, même en agriculture restrictive.

53

RECOMMANDATIONS

De l'analyse de l'étude menée sur l'impact des systèmes de maraîchage sur la fertilité

chimique et biologique des sols, nous arrivons à la conclusion que le système de maraîchage

utilisant les eaux usées traitées comme source d'irrigation a détérioré la qualité des sols. Ceci

étant dû à la mauvaise qualité des eaux, liée elle aussi aux fortes pollutions des unités

industrielles raccordées au système de traitement dont les nonnes de rejets dans les égouts

sont supérieures aux nonnes en vigueur au Burkina Faso. Ainsi, pour une meilleure

réutilisation des eaux usées traitées en agriculture urbaine:

-Il nous sera primordial de faire des analyses afin de caractériser l'effluent à l'entrée et à la

sortie de la station de traitement et de faire un état des lieux des performances épuratoires de

la STEP destiné à un usage agricole.

-Aussi, la caractérisation des eaux usées de différentes industries raccordées au système et un

suivi concomitant et rapproché des effluents industriels permettra la vérification stricte du

respect des normes d'admission des effluents dans le réseau d'égouts.

Pour les industries qui ne respectent cependant pas les normes Burkinabè de rejet des

effluents, la responsabilité incombe aux acteurs politiques et aux autorités compétentes de

veillez au respect strict des normes. Ils'agira pour eux de :

-Veiller à ce que chaque unité industrielle soit équipée d'un système de prétraitement

chimique et biologique de ses eaux usées;

-Réhabiliter les stations de traitement de certaines industries encore en mauvaIS

fonctionnement;

-Créer une police environnementale chargée du contrôle qualités des effluents et de

l'application des sanctions envers des industries qui ne respectent pas les nonnes de rejets, au

Burkina Faso;

-Appliquer le principe pollueur-payeur : selon lequel les coûts liés à la dégradation de

l'environnement doivent être assumés par celui qui en est responsable.

Enfin un suivi scientifique devra pennettre un control régulier et l'obtention des perfonnances

épuratoires toujours meilleures. A cet effet, un exemple de partenariat pourrait être conclu

entre l'ûNEA (exploitant) et le groupe 2iE qui est une référence en matière d'assainissement.

54

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ANNEXES

Annexesl : Nonnes burkinabè de qualité des sols fixées confonnément au décret n0200 1­

185IPRESPMIMEE du 7 mai 2001 portant fixation des nonnes de rejets de polluants dans

l'air, l'eau et le sol.

Tableau 7 : Nonnes burkinabè de qualité des sols

Paramètres (mglkg MS ou précisés) Objectifs qualités Usage Agricole

pH 5,5 - 8 5,5 - 8

Conductivité électrique 2 ~S/cm 2 ~S/cm

Taux d'absorption du sodium 5 5

Source: Décret n0200 1-185/PRES/PM/MEE portant fixation des nonnes de rejets de polluants dans

l'air, l'eau et le sol

Tableau 8: Nonnes de l'ORSTOM pour l'appréciation qualitative de quelques

caractéristiques chimiques des sols tropicaux (Kaboré, 1995 cité par Traoré, 2000).

En %0 de sol Très Pauvre Moyen Riche Très riche

ou précisé pauvre

Phosphore <0,03 0,03 à 0,05 0,05 à 0,1 0,1 à 0,2 > 0,2

assimilable

Phosphore total < 0,5 0,5 à 1,0 1,0 à 1,5 1,5 à 3,0 >3

Azote total < 0,5 0,5 à 1,0 1,0 à 1,5 I,Oà2,5 > 2,5

Matière Organique <10 10 à 20 20 à 30 30 à40 >50

Ca2+(meq/l OOg sol) < 1,0 1,0 à 2,3 2,3 à 3,5 3,5 à 7,0 >7.0

Na+(meq/l OOg sol) < 0,1 0,1 à 0,3 0,3 à 0,7 0,7 à 2,0 >2,0

K+ (meq/lOOg sol) < 0,1 0,1 à 0,2 0,2à 1,4 1,4 à 1,8 >1,8

Mg2+(meq/100g sol) <0,4 0,4 à 1 1 à 1,5 1,5 à 3,0 >3,0

CEC (meq/l OOg sol) <5 5 à 10 10 à 25 25 à 40 >40

A

Annexes 2 : Quelques Photos des eaux t sol des site maraîchers de Ouagad ugou

Photo 1: Rejet d'cau. usées le long du Cc nal 2: Rigole d'eaux usées non tmitée, central (Wayalghin) (Wayalghin)

Photo 3: Formation de pellicule noire (Koss do) Photo 4: Rigole d'eaux de barrag~(Boulmiougou)

Photo 5: Réuucti 11 de 1< vit $se dïnfiitl-alion Photo 6: Rigol d'eaux usées traité (Kossodo) (Kas odo)

B